Sciencemag.cz
Doporučujeme
V rané fázi vývoje měla Sluneční soustava podobu protoplanetárního disku prachu a plynu, který se otáčel kolem Slunce a postupně z něj vznikaly současné planety. Nová analýza dávných meteoritů, kterou provedli vědci z MIT a dalších institucí, naznačuje, že v tomto disku existovala před 4,567 miliardami let záhadná mezera, a to poblíž místa, kde se dnes nachází pás asteroidů.
Pozorování provedená během posledního desetiletí ukázala, že dutiny, mezery a prstence jsou běžné i v protoplanetárních discích kolem jiných mladých hvězd. Podrobnosti o těchto jevech a fyzikální zákonitosti, která za nimi stojí, nám ovšem zatím zůstávají do značné míry neznámé. Totéž platí i pro příčinu vzniku takové mezery v samotné Sluneční soustavě. Jednou z možností je, že roli zde mohl sehrát Jupiter. Když se tento plynný obr formoval, jeho obrovská gravitační přitažlivost mohla vytlačit plyn a prach směrem ven a zanechat po sobě mezeru. Jiné vysvětlení může souviset s větry vznikajícími na povrchu disku. Rané planetární systémy jsou řízeny silnými magnetickými poli. Když tato pole interagují s rotujícím diskem plynu a prachu, mohou vytvářet dostatečně silné větry, které odfouknou materiál ven a v disku vznikne prázdné místo.
Bez ohledu na svůj původ fungovala mezera v rané sluneční soustavě pravděpodobně jako hranice, která bránila interakci materiálu na obou stranách. Toto fyzické oddělení mohlo ovlivnit i složení planet Sluneční soustavy. Na vnitřní straně mezery se plyn a prach spojily v terestrické (kamenné) planety, zatímco plyn a prach odsunutý na vzdálenější stranu mezery se zformoval v podobě plynných obrů. Překonat tuto mezeru by mohla pouze tělesa s velkým točivým momentem a hybností.
Jak se na existenci mezery vůbec přišlo? V poslední době vědci zaznamenali zvláštní rozdělení ve složení meteoritů z doby formování Sluneční soustavy. Analyzované meteority vykazují jednu ze dvou kombinací izotopů a pouze výjimečně byly nalezeny meteority, které by měly obě kombinace. Jev se označuje jako izotopová dichotomie. Vysvětlením tohoto jevu může být právě mezera v protoplanetárním disku rané Sluneční soustavy. Předpokládáme, že jedna skupina meteoritů (neuhlíkaté) se formovala blíže ke Slunci, druhá (uhlíkaté) ve vzdálenějších oblastech.
Nová analýza se soustředila na analýzu magnetického pole, v němž se meteority formovaly. Autoři výzkumu očekávali, že síla magnetického pole bude se vzdáleností od Slunce klesat. Ukázalo se ale, že vzdálenější meteority se tvořily v silnějším magnetickém poli (asi 100 mikrotesla, ve srovnání s 50 mikrotesla u bližších meteoritů; magnetické pole Země má dnes velikost také asi 50 mikrotesla). Magnetické pole planetárního systému je měřítkem rychlosti jeho akrece, respektive množství plynu a prachu, které dokáže vtáhnout do svého středu. Ze silného magnetického pole uhlíkatých meteoritů by tedy mělo vyplývat, že vnější oblast Sluneční soustavy musela akreovat mnohem více hmoty než ta vnitřní. Pomocí modelů simulujících různé scénáře došla nová studie k závěru, že nejpravděpodobnějším vysvětlením nesouladu v rychlosti akrece je právě existence mezery mezi vnitřní a vnější oblastí, která mohla snížit množství plynu a prachu proudícího ke Slunci z vnější oblasti disku.
Caue Borlina, Paleomagnetic Evidence for a Disk Substructure in the Early Solar System, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abj6928. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj6928
Zdroj: Massachusetts Institute of Technology / Phys.org
