Viime vuosina tähtitieteilijät ovat pyrkineet parantamaan ymmärrystämme siitä, kuinka aurinkokunta muodostui. Yhtäältä sinulla on perinteinen Nebular Hypotees, joka väittää, että aurinko, planeetat ja kaikki muut aurinkokunnan kohteet muodostuivat sumuttomasta materiaalista miljardeja vuosia sitten. Tähtitieteilijät ovat kuitenkin perinteisesti olettaneet, että planeetat muodostuivat nykyisellä kiertoradallaan, mikä on sittemmin tullut kyseenalaiseksi.
Tämä on tullut kyseenalaiseksi Grand Tack -mallin kaltaisten teorioiden avulla. Tämän teorian mukaan Jupiter muutti alkuperäisestä kiertoradaltaan muodostumisensa jälkeen, jolla oli suuri vaikutus sisäiseen aurinkokuntaan. Ja uudessa tutkimuksessa kansainvälinen tutkijaryhmä on ottanut askeleen askeleen pidemmälle, ehdottaen, että Mars todella muodostui nykyisessä asteroidivyössä ja muutti ajan myötä lähemmäksi aurinkoa.
Tutkimus, jonka otsikko on ”Marsin viileä ja kaukainen muodostuminen”, ilmestyi äskettäin lehdessä Maan ja planeettojen tiedekirjeet. Tutkimusta johti Ramon Brasser Tokion teknillisen instituutin Earth Life Science Institute -tutkimuslaitoksesta. Tutkimukseen osallistui Coloradon yliopiston, Unkarin tiedeakatemian ja Ison-Britannian Dundeen yliopiston jäseniä.
Tutkimuksensa vuoksi ryhmä käsitteli yhtä silmiinpistävintä kysymystä aurinkokunnan muodostumisen perinteisten mallien kanssa. Tämä on olettamus, että Mars, Maa ja Venus muodostuivat tiiviisti toisiinsa ja että Mars muutti ulospäin nykyiselle kiertoradallaan. Lisäksi teorian mukaan Mars - noin 53% yhtä suuri kuin maapallot ja vain 15% yhtä massiivinen - on pohjimmiltaan planeettaalkio, josta ei koskaan tullut täydellistä, kivistä planeettaa.
Tämän on kuitenkin ristiriidassa marssimaisilla meteoriiteilla tehdyillä massa- ja isotooppitutkimuksilla, joissa on todettu merkittäviä eroja Marsin ja maan välillä koostumuksessa. Kuten Brasser ja hänen tiiminsä totesivat tutkimuksessaan:
"Tämä viittaa siihen, että Mars muodosti maanpäällisen ruokintavyöhykkeen ulkopuolella primaarisen lisääntymisen aikana. Siksi on todennäköistä, että Mars pysyi aina huomattavasti kauempana auringosta kuin maa; sen kasvu hidastui varhain ja massa pysyi suhteellisen alhaisena. "
Tämän hypoteesin testaamiseksi ryhmä suoritti dynaamiset simulaatiot, jotka olivat yhdenmukaisia Grand Tack -mallin kanssa. Näissä simulaatioissa Jupiter liikutti suuren massapitoisuuden aurinkoa kohti, kun se muutti kohti sisäistä aurinkokuntaa, jolla oli syvä vaikutus maanpäällisten planeettojen (elohopea, Venus, maa ja Mars) muodostumiseen ja kiertoradan ominaisuuksiin.
Teorian mukaan myös tämä muuttoliike vetää materiaalia pois Marsista, mikä vastaa koostumuseroista ja planeetan pienemmästä koosta ja massasta suhteessa Venukseen ja Maahan. He löysivät, että pienellä prosentuaalisella osuudella simulaatioistaan Mars muodostui kauempana auringosta ja että Jupiterin painovoima veti Marsin nykyiselle kiertoradalleen.
Tästä lähtien ryhmä päätteli, että joko tutkijoilla ei ole tarvittavia mekanismeja Marsin muodostumisen selittämiseen, tai kaikista mahdollisuuksista, tämä tilastollisesti harvinainen skenaario on todellakin oikea. Kuten Stephen Mojzsis - geologian tiedekunnan professori Coloradon yliopistossa ja tutkimuksen yhteistekijä - totesi äskettäisessä haastattelussa Astrobiology Magazine, se, että skenaario on harvinainen, ei tee siitä yhtä uskottavaa:
”Koska riittävästi aikaa, voimme odottaa näitä tapahtumia. Esimerkiksi, saat lopulta kaksinkertaisen kuuden, jos käärität noppaa tarpeeksi kertaa. Todennäköisyys on 1/36 tai suunnilleen sama kuin mitä saamme Marsin muodostumisen simulaatioille. "
Itse asiassa 2%: n todennäköisyys (mikä on se mitä he saavat simulaatioista) ovat tuskin huonot kertoimet, kun niitä tarkastellaan kosmologisesti. Ja kun ajatellaan, että tällainen mahdollisuus mahdollistaisi tärkeimmät erot Marsin ja sen maan serkkujen (ts. Maan ja Venuksen) välillä, tämä ohut todennäköisyys näyttää melko mahdolliiselta. Ajatuksella, että Mars muutti sisäänpäin historiansa aikana, liittyy kuitenkin myös joitain vakavia vaikutuksia.
Ensinnäkin tutkijoita painotettiin selittämään, kuinka Marsilla olisi voinut olla paksumpi, lämpimämpi ilmapiiri, jonka avulla nestemäinen vesi olisi voinut esiintyä pinnalla. Jos Mars todella muodostuisi nykypäivän asteroidihihnassa, siihen olisi ollut kohdistettu paljon vähemmän aurinkovirtausta, ja pintalämpötilat olisivat olleet huomattavasti alhaisemmat kuin jos se olisi muodostunut nykypäivään.
Kuitenkin, kun he lähtevät osoittamaan, että jos Marsilla olisi tarpeeksi hiilidioksidia varhaisessa ilmakehässään, niin on mahdollista, että myöhäisen voimakkaan pommituksen aikana aiheutuneet vaikutukset olisivat voineet sallia jaksottaisia aikoja, jolloin nestemäistä vettä voi esiintyä pinnalla. Tai kuten he selittävät sen:
”Ellei, kuten mallimme osoittaa, luontaisesti haihtuvalla rikkaalla Marsilla oli vahva ja kestävä kasvihuoneilmapiiri, sen keskimääräinen pintalämpötila oli jatkuvasti alle 0 ° C. Tällaiseen kylmään pintaympäristöön olisivat säännöllisesti vaikuttaneet varhaiset iskupommitukset, jotka molemmat käynnistivät sairaan hydrologisen syklin ja tarjosivat turvasataman mahdolliselle varhaiselle elämälle Marsin kuoressa. "
Pohjimmiltaan, vaikka Mars olisi ollut altistunut vähemmän aurinkoenergian käytölle varhaisessa elinaikanaan, sen mahdollinen se olisi voinut silti olla tarpeeksi lämmin tukemaan nestemäistä vettä sen pinnalla. Ja kuten Mojzsis totesi viime vuonna yhdessä kirjoittamassaan lehdessä, sen vastaanottamat monet pommitukset (kuten sen monet kraatterit ovat todistaneet) olisivat olleet riittäviä sulattamaan pintajäätä, paksuttamaan ilmakehää ja käynnistämään jaksollisen hydrologisen syklin.
Toinen mielenkiintoinen asia tässä tutkimuksessa on kuinka se ennustaa, että Venuksella todennäköisesti on bulkkikoostumus (mukaan lukien sen happisotoopit), joka on samanlainen kuin Maa-Kuu-järjestelmä. Heidän simulaatioidensa mukaan tämä johtuu siitä, että Venuksella ja Maalla oli aina samat rakennuspalikat, kun taas Maa ja Mars eivät. Nämä havainnot olivat yhdenmukaisia Venuksen ja sen ilmapiirin viimeaikaisten maapallon infrapunahavaintojen kanssa.
Mutta tietysti siitä ei voida tehdä lopullisia johtopäätöksiä, ennen kuin voidaan saada näytteitä Venuksen kuoresta. Tämä voitaisiin saavuttaa, jos ja kun suunniteltu Venera-Dolgozhivuschaya (Venera-D) -operaatio - NASA: n ja Roscomosin yhteinen suunnitelma lähettää kiertäjä ja laskuri Venukseen - käynnistetään tulevina vuosikymmeninä. Tällä välin Grand Tack -mallissa ja Nebular-hypoteesissa on muita ratkaisematta olevia kysymyksiä, joihin on puututtava.
Mojzsisin mukaan niihin sisältyy kuinka aurinkojärjestelmän kaasu- / jään jättiläiset olisivat voineet muodostua nykyisissä paikoissaan. Ajatus siitä, että ne muodostivat nykyisillä kiertoradallaanan asteroidihihnan ulkopuolella, näyttää olevan ristiriidassa varhaisen aurinkokunnan mallien kanssa, jotka osoittavat, että kaukana auringosta ei ollut tarpeeksi tarvittavaa materiaalia. Vaihtoehto on, että ne muodostuivat lähemmäksi aurinkoa ja muuttivat myös ulospäin.
Kuten Mojzsis selitti, tätä mahdollisuutta tukevat äskettäiset auringon ulkopuolisten planeettajärjestelmien tutkimukset, joissa kaasujättiläisten on todettu kiertävän hyvin lähellä tähtiään (ts. ”Kuumia Jupitereita”) ja kauempana:
”Ymmärrämme Keplerin avaruusteleskoopin ja aiempien tutkimusten kautta suorien havaintojen perusteella, että jättiläinen planeettojen muuttoliike on normaali piirre planeettajärjestelmissä. Jättiläinen planeettojen muodostuminen indusoi muuttoliikettä, ja muuttoliikkeessä on kyse painovoimasta, ja nämä maailmat vaikuttivat toistensa kiertoradalla jo varhain. "
Jos on yksi etu siitä, että pystyy katsomaan kauemmas maailmankaikkeuteen, se on tapa, jolla se on antanut tähtitieteilijöille mahdollisuuden laatia parempia ja kattavampia teorioita siitä, kuinka aurinkokunta tuli. Ja kun aurinkokunnan tutkimuksemme jatkaa kasvuaan, opimme varmasti monia asioita, jotka auttavat lisäämään ymmärrystämme myös muista tähtijärjestelmistä.
