Jupiter is niet altijd op dezelfde plek in ons zonnestelsel geweest. Vroeg in de geschiedenis van ons zonnestelsel bewoog Jupiter zich naar binnen richting de zon, bijna naar de plek waar Mars nu draait, en dan weer terug naar zijn huidige positie.
De migratie door ons zonnestelsel van Jupiter had een aantal grote effecten op ons zonnestelsel. Enkele van de effecten van de omzwervingen van Jupiter zijn effecten op de asteroïdengordel en de onvolgroeide groei van Mars.
Welke andere effecten had de migratie van Jupiter op het vroege zonnestelsel en hoe hebben wetenschappers deze ontdekking gedaan?
In een onderzoekspaper gepubliceerd in het nummer van 14 juli van Natuur, Eerste auteur Kevin Walsh en zijn team creëerden een model van het vroege zonnestelsel dat de migratie van Jupiter helpt verklaren. Het model van het team laat zien dat Jupiter zich op een afstand van ongeveer 3,5 A.U (Jupiter is momenteel iets meer dan 5 A.U van de zon) vormde en naar binnen werd getrokken door stromingen in de gaswolken die toen nog de zon omringden. Na verloop van tijd bewoog Jupiter zich langzaam naar binnen, bijna op dezelfde afstand van de zon als de huidige baan van Mars, die zich nog niet had gevormd.
"We theoretiseren dat Jupiter vanwege Saturnus niet meer naar de zon migreerde", zegt Avi Mandell, een van de co-auteurs van het artikel. Uit de gegevens van het team bleek dat Jupiter en Saturnus zowel naar binnen als naar buiten migreerden. In het geval van Jupiter vestigde de gasreus zich in zijn huidige baan op iets meer dan 5 a.u. Saturnus beëindigde zijn eerste uitgaande beweging rond 7 A.U., maar ging later nog verder naar zijn huidige positie rond 9,5 A.U.
Astronomen hebben al lang vragen over de gemengde samenstelling van de asteroïdengordel, die rotsachtige en ijzige lichamen omvat. Een andere puzzel van de evolutie van ons zonnestelsel is waarom Mars zich niet ontwikkelde tot een formaat dat vergelijkbaar was met de aarde of Venus.
Wat de asteroïdengordel betreft, legde Mandell uit: 'Het migratieproces van Jupiter was traag, dus toen het de asteroïdengordel naderde, was het geen gewelddadige botsing, maar meer een do-si-do, waarbij Jupiter de objecten afbuigde en in wezen van plaats verwisselde met de asteroïdengordel. '
De langzame beweging van Jupiter veroorzaakte een zachtere 'duw' van de asteroïdengordel toen deze doorliep bij zijn binnenwaartse beweging. Toen Jupiter terug naar buiten bewoog, bewoog de planeet zich voorbij de locatie waar hij oorspronkelijk was gevormd. Een neveneffect van veroorzaakt doordat Jupiter verder van zijn oorspronkelijke formatiegebied verwijderd is, is dat het het gebied van ons vroege zonnestelsel binnenkwam waar ijzige objecten waren. Jupiter duwde veel van de ijzige objecten naar binnen richting de zon, waardoor ze in de asteroïdengordel terechtkwamen.
"Met het Grand Tack-model wilden we eigenlijk de vorming van een kleine Mars uitleggen en daarbij moesten we rekening houden met de asteroïdengordel", zei Walsh. "Tot onze verbazing werd de uitleg van het model van de asteroïdengordel een van de leukste resultaten en helpt ons die regio beter te begrijpen dan voorheen."
Met betrekking tot Mars zou Mars in theorie een grotere toevoer van gas en stof moeten hebben gehad, verder van de zon gevormd dan de aarde. Als het model dat Walsh en zijn team hebben ontwikkeld correct is, zou Jupiter inval in het innerlijke zonnestelsel het materiaal rond 1,5 A.U. hebben verspreid.
Mandell voegde toe: “Waarom Mars zo klein is, is het onoplosbare probleem geweest bij de vorming van ons zonnestelsel. Het was de eerste motivatie van het team om een nieuw model voor de vorming van het zonnestelsel te ontwikkelen. "
Een interessant scenario ontvouwt zich met Jupiter-verstrooiingsmateriaal tussen 1 en 1,5 AU. In plaats van dat de hogere concentratie aan bouwmaterialen voor de planeet verder weg was, leidde de hoge concentratie ertoe dat de aarde en Venus zich vormden in een materiaalrijk gebied.
Het door Walsh en zijn team ontwikkelde model brengt nieuw inzicht in de relatie tussen de binnenplaneten, onze asteroïdengordel en Jupiter. De opgedane kennis stelt wetenschappers niet alleen in staat ons zonnestelsel beter te begrijpen, maar helpt ook de vorming van planeten in andere sterrenstelsels te verklaren. Walsh zei ook: “Wetende dat onze eigen planeten in het verleden veel rondbewogen, lijkt ons zonnestelsel veel meer op onze buren dan we eerder dachten. We zijn geen uitbijter meer. "
Als je toegang wilt tot de paper (abonnement of betaald / toegang tot universiteit vereist), kun je dit doen op: http://www.nature.com/nature/journal/v475/n7355/full/nature10201.html
Bron: NASA Solar System News, Nature
