Ηλιακό Σύστημα: Ο Δίας είναι ο γηραιότερος πλανήτης του ηλιακού συστήματος αποκαλύπτουν οι επιστήμονες

Διεθνής ομάδα επιστημόνων προσδιόρισε ότι ο Δίας είναι ο παλαιότερος πλανήτης στο ηλιακό μας σύστημα. Ερευνώντας στα ισότοπα βολφραμίου και μολυβδαινίου σε μετεωρίτες σιδήρου, η ομάδα, η οποία αποτελείται από επιστήμονες του Εθνικού Εργαστηρίου Lawrence στο Livermore και το Ινστιτούτο Πλανητολογίας στο Πανεπιστήμιο του Munster στη Γερμανία, βρήκε ότι οι μετεωρίτες αποτελούνται από υλικά δυο διακριτών νεφελοειδών δεξαμενών, που συνυπήρχαν αλλά παρέμεναν ξεχωριστές, μεταξύ ενός εκατομμυρίου και 3-4 εκατομμυρίων ετών μετά από τη διαμόρφωση του ηλιακού συστήματος.

«Ο περισσότερο αληθοφανής μηχανισμός για αυτό τον ιδιαίτερο διαχωρισμό είναι ο σχηματισμός στου Δία, που άνοιξε ένα χάσμα στο δίσκο (αστρικών αερίου και σκόνης) και απέτρεψε την ανταλλαγή υλικού μεταξύ των δυο δεξαμενών», είπε ο Thomas Kruijer, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε στην online έκδοση των Proceedings of the National Academy of Sciences. «Ο Δίας είναι ο παλαιότερος από τους πλανήτες του ηλιακού συστήματος και ο στερεός πυρήνας του διαμορφώθηκε πριν το ηλιακό νεφελοειδές αέριο σκορπίσει, σύμφωνα με το μοντέλο συσσώρευσης των πυρήνων γα τους γιγάντιους πλανήτες».

Ο Δίας είναι ο πλανήτης με τη μεγαλύτερη μάζα στο ηλιακό σύστημα και η παρουσία του είχε έντονη επίδραση στη δυναμική του ηλιακού προσαυξητικού δίσκου. Γνωρίζοντας την ηλικία του Δία είναι βασικό για να κατανοήσουμε πώς εξελίχθηκε το ηλιακό σύστημα προς την σημερινή του αρχιτεκτονική. Παρόλο που τα μοντέλα προβλέπουν ότι ο Δίας σχηματίστηκε σχετικά νωρίς, μέχρι τώρα, ο σχηματισμός του δεν είχε ποτέ προσδιοριστεί. «Δεν είχαμε κανένα δείγμα από τον Δία, σε αντίθεση με άλλα σώματα όπως η Γη, ο Άρης, η σελήνη και οι αστεροειδείς», είπε ο Kruijer. «Στη μελέτη μας, χρησιμοποιήσαμε υπογραφές ισοτόπων μετεωριτών (που παράγονται από αστεροειδείς) για να συνάγουμε την ηλικία του Δία».

Η ομάδα έδειξε μέσω των αναλύσεων ισοτόπων των μετεωριτών ότι ο στερεός πυρήνας του Δία διαμορφώθηκε μέσα σε ένα εκατομμύριο χρόνια περίπου μετά την έναρξη της ιστορίας του ηλιακού συστήματος, καθιστώντας τον γηραιότερο πλανήτη. Μέσω του γρήγορου σχηματισμού του, ο Δίας έδρασε ως ένα αποτελεσματικό φράγμα απέναντι στην μεταφορά υλικού προς το εσωτερικό του δίσκου, δικαιολογώντας πιθανώς γιατί στο ηλιακό μας σύστημα λείπουν υπερ-γαίες (εξωηλιακοί πλανήτες με μάζα μεγαλύτερη από αυτή της Γης). Η ομάδα βρήκε ότι ο πυρήνας του Δία μεγάλωσε περίπου 20 μάζες Γης μέσα σε 1 εκατομμύριο χρόνια, που ακολουθήθηκε από μια περισσότερο παρατεταμένη ανάπτυξη σε 50 γήινες μάζες μέχρι 3-4 εκατομμύρια τουλάχιστον χρόνια μετά το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος.

Οι προηγούμενες θεωρίες πρότειναν ότι αέριοι οι γιγάντιοι πλανήτες, όπως ο Δίας και ο Κρόνος, σχετίζονταν με την ανάπτυξη των μεγάλων στερεών πυρήνων 20 γήινων μαζών περίπου, που ακολουθήθηκαν από συσσώρευση αερίου επάνω σε αυτούς τους πυρήνες. Έτσι το συμπέρασμα ήταν ότι οι πυρήνες των αερίων γιγάντων πρέπει να έχουν διαμορφωθεί πριν από τον διασκορπισμό του ηλιακού νεφελώματος – ο περιηλιακός δίσκος αερίων που περιφέρονταν γύρω από τον νεαρό ήλιο – που συνέβη πιθανώς μεταξύ 1 εκατομμύριο χρόνια και 10 εκατομμύρια χρόνια μετά το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος.

Στην εργασία, η ομάδα επιβεβαίωσε τις προηγούμενες θεωρίες αλλά μπόρεσε να πετύχει πολύ περισσότερη μέχρι σήμερα ακρίβεια το πότε, χρησιμοποιώντας της ισοτοπικές υπογραφές των μετεωριτών. Παρόλο που η γρήγορη αυτή συσσώρευση των πυρήνων μοντελοποιήθηκε, δεν ήταν δυνατόν να χρονολογηθεί ο σχηματισμός τους. «Οι μετρήσεις δείχνουν ότι η ανάπτυξη του Δία μπορεί να χρονολογηθεί χρησιμοποιώντας την διακριτή γενετική κληρονομιά και τους χρόνους διαμόρφωσης των μετεωριτών», είπε ο Kruijer.

Οι περισσότεροι μετεωρίτες παράγονται από μικρά σώματα που τοποθετούνται στην κύρια ζώνη αστεροειδών μεταξύ Άρη και Δία. Αρχικά, τα σώματα αυτά πιθανώς σχηματίστηκαν σε μια ευρύτερη περιοχή αποστάσεων από τον Ήλιο-κέντρο, όπως υποστηρίζεται από τις ιδιαίτερες χημικές και ισοτοπικές συνθέσεις μετεωριτών και από τα δυναμικά μοντέλα, υποδεικνύοντας ότι η βαρυτική επίδραση των αερίων γιγάντων οδήγησε στη διασπορά των μικρών σωμάτων στη ζώνη των αστεροειδών.

Πηγή: Lawrence Livermore National Laboratory

Περισσότερα στη δημοσίευση: Age of Jupiter inferred from the distinct genetics and formation times of meteorites. Proceedings of the National Academy of Science of the United States of America (Early Edition)