Οι βραχώδεις πλανήτες που βρίσκονται πιο κοντά στον ήλιο είναι κατασκευασμένοι από πολύ διαφορετικά υλικά από τους γίγαντες του φυσικού αερίου στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα. Αυτό συμβαίνει διότι πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, το ηλιακό μας σύστημα μωρών χωρίστηκε σε δύο από έναν κοσμικό θυροτηλέφωνο που εμπόδισε την ανάμειξη υλικών στην εσωτερική και την εξωτερική περιοχή.
Αποδεικνύεται ότι ο gatekeeper ήταν ένας δακτύλιος σκόνης και αερίου, σύμφωνα με νέα μελέτη. Ο φράχτης ή ο "μεγάλος χώρος", ένας όρος που συντάχθηκε από τους συγγραφείς, είναι πλέον ως επί το πλείστον κενός χώρος ακριβώς στην τροχιά του Δία.
Περίπου πριν από δύο δεκαετίες, οι χημικοί συνειδητοποίησαν ότι τα δομικά στοιχεία των πλανητών - τα πλατέα μεγέθη αστεροειδούς ή πολύ μικρότερα "βότσαλα" - είχαν πολύ διαφορετικές συνθέσεις ανάλογα με την απόσταση τους από τον ήλιο. Τα βότσαλα που δημιούργησαν τους πλανήτες του εξωτερικού ή του "jovian" περιείχαν υψηλότερες συγκεντρώσεις οργανικών μορίων, όπως ο άνθρακας και τα πτητικά, ή οι ψύκτες και τα αέρια, από αυτά που δημιούργησαν τους "χερσαίους" πλανήτες πιο κοντά στον ήλιο, Αρης.
Αλλά αυτό ήταν αινιγματικό, διότι η θεωρία προέβλεπε ότι τα βότσαλα από το εξωτερικό ηλιακό σύστημα θα έπρεπε να έχουν σπειροειδές προς το εσωτερικό ηλιακό σύστημα, λόγω του λεγόμενου «αερίου οπισθέλκουσας» ή της βαρυτικής έλξης του αερίου που περιβάλλει τον νεαρό ήλιο.
Πριν από αυτή τη μελέτη, οι επιστήμονες πίστευαν ότι «το βαρυτικό τοίχο που εμπόδισε την ανάμειξη μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού δίσκου του ηλιακού μας συστήματος ήταν ο Δίας», δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας Στεφάν Μότζζης, καθηγητής γεωχημείας στο Πανεπιστήμιο του Κολοράντο Boulder. Το σκεπτικό ήταν ότι ο Δίας ήταν τόσο μεγάλος και η βαρυτική έλξη του ήταν τόσο ισχυρή, ώστε έσκασε μικρά βότσαλα πριν φτάσουν στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα.
Για να δοκιμάσει αυτή τη θεωρία, ο Μόμζις και ο επικεφαλής συγγραφέας Ramon Brasser, ερευνητής στο Ινστιτούτο Επιστήμης Γης-Ζωής στο Ιαπωνικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας, δημιούργησαν προσομοιώσεις υπολογιστών που επανέλαβαν την ανάπτυξη του πρώιμου ηλιακού συστήματος και των πλανητών μέσα σε αυτό.
Η προσομοίωση αποκάλυψε ότι ο Δίας δεν μπορούσε να αναπτυχθεί αρκετά γρήγορα για να αποτρέψει όλα τα πλούσια σε άνθρακα βότσαλα να ρέουν στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα. Στην πραγματικότητα, τα περισσότερα από τα βότσαλα από το εξωτερικό ηλιακό σύστημα πέρασαν ευθεία από τον αναπτυσσόμενο Δία.
"Ο Δίας είναι ένας πολύ ανεπαρκής πύργος", δήλωσε ο Μότζις στην Live Science. "Είναι σαν ένα πορώδες σύνορο μετανάστες από το εξωτερικό ηλιακό σύστημα θα έχουν πλημμυρίσει το εσωτερικό ηλιακό σύστημα." Ο Δίας από μόνος του θα είχε αφήσει πολλά βότσαλα, πράγμα που σημαίνει ότι οι πλανήτες στο εξωτερικό και στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα θα είχαν αποδειχθεί ότι έχουν παρόμοιες συνθέσεις, πρόσθεσε.
Αντ 'αυτού, οι δύο επιστήμονες πρότειναν μια άλλη θεωρία: από νωρίς στην ιστορία του ηλιακού συστήματος, θα μπορούσε να υπήρχε ένα δαχτυλίδι ή πολλαπλά δαχτυλίδια εναλλασσόμενων ζωνών υψηλής και χαμηλής πίεσης αερίου και σκόνης που περιστρέφονταν στον ήλιο. Αυτοί οι δακτύλιοι θα εμπόδιζαν τα βότσαλα να κινούνται προς τα μέσα. Βασίστηκαν η υπόθεσή τους σε παρατηρήσεις από τη σειρά Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) στη Χιλή, η οποία έδειξε ότι περίπου 2 στα 5 νεαρά αστέρια είχαν αυτούς τους δίσκους που μοιάζουν με ταύρο γύρω τους.
Αυτοί οι δίσκοι υψηλής πίεσης θα μπορούσαν να παγιδεύσουν τη σκόνη και να την προκαλέσουν να συγκεντρωθούν σε ξεχωριστές ομάδες - μία που θα μπορούσε να σχηματίσει τον Δία και τον Κρόνο και μια άλλη Γη και τον Άρη, για παράδειγμα. Ένας από αυτούς τους νεροχύτες θα μπορούσε να είχε εμποδίσει τα εξωτερικά χαλίκια να κινηθούν προς τον ήλιο, δημιουργώντας το Μεγάλο χάσμα, είπε ο Μότζης. Ακόμα κι έτσι, αυτός ο δακτύλιος δεν θα ήταν πλήρως σφραγισμένος. Αυτό θα επέτρεπε να εισρέουν ανθρακούχα βότσαλα στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα, δημιουργώντας τους σπόρους για τη ζωή στη Γη, πρόσθεσε.
Είναι μια "ενδιαφέρουσα ιδέα", δήλωσε ο Michiel Lambrechts, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο Παρατηρητήριο Lund της Σουηδίας που δεν ήταν μέλος της μελέτης. "Ωστόσο, παρόλο που οι συγγραφείς παρουσιάζουν εργασία που απεικονίζει την πρόκληση του διαχωρισμού των εσωτερικών και εξωτερικών στερεών δεξαμενών με έναν αναπτυσσόμενο Δία, δεν κάνουν παρόμοιο μοντέλο δαχτυλιδιών".
Αυτό το μοντέλο δαχτυλιδιών πρέπει να αποδείξει πώς παγιδεύονται τα βότσαλα και πώς οι πλανήτες καταλήγουν να αναπτύσσονται σε τέτοιες παγίδες με βότσαλα, πρόσθεσε. Μέχρι τότε, «παραμένει δύσκολο να υποστηρίξουμε έντονα αυτό το μοντέλο δαχτυλιδιών έναντι άλλων πιθανών εξηγήσεων».
Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν σήμερα (13 Ιανουαρίου) στο περιοδικό Nature Astronomy.
