Jupiter-méretű bolygók akár 1 millió év alatt is kialakulhatnak, megdöbbentve a tudósokat

Egy friss kutatás alapjaiban rengette meg a Jupiter-méretű exobolygók kialakulásáról szóló hosszú ideje fennálló feltételezéseket. Az eredmé...

NASA alkalmazott: Megtaláltuk azt a helyet a Naprendszerben, ahol 99%-os valószínűséggel élet van

Ritka bolygó együttállás lesz a napokban, így lehet megnézni

A Szaturnusz "felfalja" saját gyűrűit, melyek teljesen eltűnhetnek

Egy friss kutatás alapjaiban rengette meg a Jupiter-méretű exobolygók kialakulásáról szóló hosszú ideje fennálló feltételezéseket. Az eredmények szerint ezek a hatalmas bolygók akár már 1-2 millió év alatt is kialakulhatnak - sokkal gyorsabban, mint a korábban becsült 3- 5 millió év.

Ez a korszakalkotó felfedezés kihívást jelent a meglévő elméletek számára, és arra kényszeríti a tudósokat, hogy újragondolják, hogyan alakulnak ki a gázóriások a bolygórendszerek fejlődésének korai szakaszában.

Gyorsabb kialakulási folyamat

Az Ohio Állami Egyetem kutatói hét gázóriás exobolygót vizsgáltak, és kémiai összetételüket összehasonlították a Jupiterrel és a Szaturnusszal. Az eredmények arra utalnak, hogy ezek az óriásbolygók akkor alakultak ki, amikor protoplanetáris korongjaik még nagyon fiatalok voltak. (1)

Korábban úgy gondolták, hogy a bolygók anyagot gyűjtő és felhalmozó folyamata, az akkréció, hosszabb időt vesz igénybe. Azonban a vizsgált exobolygók légkörében található magas szilárdanyag-tartalom arra utal, hogy gyorsan halmozták fel tömegüket. Ez egybevág a legújabb bizonyítékokkal, amelyek szerint a Jupiter is sokkal hamarabb alakult ki, mint eddig feltételezték.

Exobolygók kialakulási ideje és fémessége

A bolygók kialakulása során kémiai nyomok maradnak hátra, amelyek segítenek meghatározni a folyamat időtartamát. Egy kulcsfontosságú tényező az atmoszférikus fémesség, amely azt méri, hogy egy bolygó légkörében milyen arányban találhatók meg a hidrogénnél és héliumnál nehezebb elemek.

A kutatás vezetője, Ji Wang szerint a vizsgált exobolygók hatalmas mennyiségű szilárd anyagot halmoztak fel. "A mérések alapján minden egyes mintavételezett bolygó átlagosan 50 Föld-tömegnyi szilárd anyagot akkrétált," - mondta Wang.

Összehasonlításképpen, a Naprendszer bolygókeletkezési korongja összesen körülbelül 30-50 Föld-tömegnyi szilárd anyagot tartalmazott. Az exobolygók légkörében található nagy mennyiségű szilárd anyag arra utal, hogy ezek a bolygók akkor formálódtak, amikor protoplanetáris korongjaik még gazdagok voltak nehéz elemekben - ami csak a csillagrendszer kialakulásának első 2 millió évében volt lehetséges.

"Erre a tudományos közösség nem volt teljesen felkészülve," - jegyezte meg Wang. "Most új elméleteket kell kidolgozniuk ennek magyarázatára."

Hatás a bolygóképződési elméletekre

A felfedezés jelentős változásokat hozhat a bolygók kialakulásáról alkotott jelenlegi modellekben. A tudósok jelenleg is vitatják, hogy a gázóriások főként a mag-akkrécióval jönnek-e létre - vagyis szilárd anyagok és gázok lassú felhalmozódásával -, vagy gravitációs instabilitással, amikor a protoplanetáris korong egyes részei saját gravitációjuk hatására gyorsan összeomlanak, és szinte azonnal bolygóvá alakulnak.

Ha a gázóriások valóban ilyen gyorsan keletkezhetnek, ahogy ez a tanulmány sugallja, akkor a gravitációs instabilitás szerepe sokkal nagyobb lehet, mint korábban gondolták.

"Minden, amit az exobolygókról tudunk, párhuzamba állítható a Naprendszerrel, és fordítva," - magyarázta Wang. "A bolygóképződésről jelenleg azt gondoljuk, hogy egy alulról felfelé építkező folyamat, vagyis kis objektumok fokozatosan egyesülnek, míg végül kialakul egy nagyobb bolygó, de ez időigényes módszer." Az új eredmények azonban ezt megkérdőjelezik, és egy alternatív, gyorsabb kialakulási mechanizmus lehetőségét vetik fel.

Hatás a Naprendszerre és a kőzetbolygókra

A kutatás megerősíti azt az elképzelést, hogy a gázóriások, mint a Jupiter és a Szaturnusz, kulcsszerepet játszanak a bolygórendszerek kialakulásában. Óriási gravitációs hatásuk befolyásolja a kisebb kőzetbolygók pályáit és méreteit.

A tudósok úgy vélik, hogy a Naprendszerben a Jupiter és a Szaturnusz vándorlása hatással volt a Merkúr pályájára, valamint hozzájárult ahhoz, hogy a Mars jelentősen kisebb lett, mint a Föld és a Vénusz. A gázóriások keletkezésének és mozgásának megértése segíthet megmagyarázni, miért léteznek kőzetbolygók, mint a Föld az élhető zónában, és miért térnek el annyira a bolygók méretei és összetételei különböző csillagrendszerekben.

A bolygókutatás új korszaka

Ez a felfedezés új lehetőségeket nyit a bolygókutatásban, arra ösztönözve a tudósokat, hogy újragondolják a bolygók kialakulásával kapcsolatos alapvető elképzeléseiket. A további kutatások és megfigyelések révén a csillagászok pontosíthatják, milyen gyakoriak lehetnek a korai formálódású gázóriások, és hogy hasonló folyamatok játszottak-e szerepet a Naprendszer fejlődésében is.

A tanulmány nemrég jelent meg az Astrophysical Journal-ban, és ahogy a kutatók folytatják az exobolygók vizsgálatát, hamarosan még mélyebb betekintést nyerhetünk a gázóriások rejtélyes és gyors születésébe. (2)

(1) - https://iopscience.iop.org/article/10
(2) - https://interestingengineering.com/