Метеориты рассказали о возрасте Юпитера

Юпитер — крупнейшая планета Солнечной системы. Его масса в 317,8 раза превышает массу Земли. Размеры газового гиганта делают его одним из важнейших факторов формирования структуры системы, в том числе других планет и скоплений астероидов. Определив, когда сформировался Юпитер, ученые получат новые данные о самых первых этапах формирования системы. Однако более-менее точно установить возраст планеты до сих пор не удается.

Ученые делали немало попыток узнать, когда возник Юпитер. Для этого применяются различные методы: например, компьютерное моделирование или анализ вещества комет. Согласно большинству моделей, Юпитер возник относительно рано, возможно, первым в Солнечной системе. Система сформировалась в результате сжатия газопылевого облака около 4,57 млрд лет назад. Вскоре (в масштабах астрономии) возник и Юпитер, который смог притянуть к себе значительное количество пыли и газа протопланетного диска.

Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), выбрали необычный метод изучения Юпитера. Их работа посвящена влиянию Юпитера на мелкие космические объекты. Исследователи провели анализ соотношения различных изотопов молибдена и вольфрама в 19 железных метеоритах. Эти метеориты — фрагменты космических объектов, находящихся неподалеку от орбиты Юпитера. По словам ученых, исследованные метеориты — фрагменты самых ранних планетезималей Солнечной системы, то есть тел, формировавшихся из вещества протопланетного диска на ранних этапах.    

Анализ показал, что метеориты можно разделить на две группы в зависимости от того, где располагались их тела-источники: «внутри» или «вне» орбиты Юпитера. В каждой группе преобладает один из изотопов каждого металла: ⁹⁴Mo или ⁹⁵Mo, ¹⁸²W или ¹⁸³W. Также в этих группах стабильно присутствуют или отсутствуют определенные изотопные аномалии.

Ученые пришли к выводу, что такое разделение говорит о роли Юпитера в формировании Солнечной системы. Когда система достигла возраста 1 млн лет, ядро Юпитера выросло до 20 масс Земли. В это время его гравитация была достаточно сильной, чтобы «остановить» прибывающее извне вещество диска и не пропустить его за свою орбиту. Исследователи придерживаются распространенной гипотезы «прыжка» Юпитера по направлению к Солнцу. По их словам, когда Солнечной системе было около 4 млн лет, Юпитер (его масса равнялась уже 50 массам Земли) направился к звезде, поэтому две ранее разделенных группы космических объектов смогли смешаться.

По мнению ученых, гипотеза формирования Юпитера наилучшим образом объясняет различия в составе метеоритов. Это позволяет предположить, что Юпитер возник не позднее 1 млн лет после сжатия газопылевого облака, сформировавшего Солнечную систему.

Ранее ученые установили: температура Юпитера гораздо выше, чем показывали модели, основанные на воздействии солнечного излучения на планету. Газовый гигант нагревается благодаря Большому Красному Пятну — самой большой буре в Солнечной системе.