ライス大学の新しいシミュレーションは、木星の急速な初期膨張が原始惑星円盤に隙間と環を作成し、特定の原始惑星体の形成を遅らせたことを明らかにした。このプロセスは、凝灰岩隕石の遅い誕生と、地球や他の岩石惑星が太陽から1 AU付近に留まった理由を説明する。Science Advancesに掲載された発見は、同位体証拠と惑星ダイナミクスを結びつける。
アンドレ・イジドロとバイバブ・シュリヴァスタヴァが率いるライス大学の研究は、水力学モデルとシミュレーションを使用して、木星の急速な成長が若い太陽を取り巻くガスと塵の円盤をどのように乱したかを示した。惑星の重力引力は波を生成し、小さな粒子が太陽に落ちるのを防ぐ「宇宙的な渋滞」を形成し、代わりにそれらを密集した帯に蓄積した。これらの帯は第2世代の原始惑星体の形成を可能にし、凝灰岩隕石の年齢と化学組成に一致する。
凝灰岩は、原始的な石質隕石で、太陽系の最初の固体物質の2〜3百万年後に形成され、科学者を困惑させてきたタイミングである。「凝灰岩は太陽系の夜明けからのタイムカプセルだ」とライスの地球・環境・惑星科学助教授のイジドロ氏は語った。「何十億年にもわたって地球に落ちてきており、科学者たちはそれらを集めて研究し、私たちの宇宙起源のヒントを解き明かしている。謎は常にこれだ：なぜこれらの隕石の一部がそんなに遅く形成されたのか？私たちの結果は、木星自身がその遅れた誕生の条件を作成したことを示している。」
この研究はまた、地球、金星、火星が多くの系外惑星系で見られるように内側へ移動するのではなく、1天文単位付近でなぜ軌道しているかを説明する。木星の円盤内の隙間は内向きのガス流をブロックし、これらの惑星を地球型ゾーンに留めた。「木星は単に最大の惑星になっただけでなく、太陽系内部全体の構造を設定した」とイジドロ氏は述べた。「それがなければ、私たちが知る地球は存在しなかったかもしれない。」
これらの結論は、アタカマ大型ミリ波サブミリ波アレイ（ALMA）望遠鏡によって若い恒星系の円盤で観測された環と隙間のパターンと一致する。この仕事は国立科学財団によって支援され、Science Advancesに掲載されている（DOI: 10.1126/sciadv.ady4823）。