Nya simuleringar från Rice University visar att Jupiters snabba tidiga expansion skapade luckor och ringar i den protoplanetära skivan, vilket fördröjde bildandet av vissa planetesimaler. Denna process förklarar den sena födseln av kondritmeteoriter och varför jorden och andra stenplaneter stannade nära 1 AU från solen. Resultaten, publicerade i Science Advances, knyter ihop isotopiska bevis och planetär dynamik.
Forskning ledd av André Izidoro och Baibhav Srivastava vid Rice University använde hydrodynamiska modeller och simuleringar för att visa hur Jupiters snabba tillväxt störde gas- och stoftskivan runt den unga solen. Planetens gravitationella drag skapade vågor som bildade 'kosmiska trafikstockningar' som hindrade små partiklar från att falla in i solen och istället ackumulerade dem i täta band. Dessa band möjliggjorde bildandet av andra generationens planetesimaler, som matchar åldrarna och kemin hos kondritmeteoriter.
Kondriter, primitiva steniga meteoriter, bildades 2 till 3 miljoner år efter solsystemets första fasta material, en timing som har förbryllat forskare. 'Kondriterna är som tids kapslar från solsystemets gryning', sa Izidoro, biträdande professor i jord-, miljö- och planetvetenskap vid Rice. 'De har fallit ner på jorden under miljarder år, där forskare samlar och studerar dem för att låsa upp ledtrådar om våra kosmiska ursprung. Mysteriet har alltid varit: Varför bildades några av dessa meteoriter så sent? Våra resultat visar att Jupiter själv skapade förutsättningarna för deras fördröjda födelse.'
Studien adresserar också varför jorden, Venus och Mars kretsar nära 1 astronomisk enhet istället för att migrera inåt, som ses i många exoplanetära system. Jupiters lucka i skivan blockerade inåtgående gasflöde och höll dessa planeter i den terrestriska zonen. 'Jupiter blev inte bara den största planeten – den satte arkitekturen för hela det inre solsystemet', sa Izidoro. 'Utan den kanske vi inte hade haft jorden som vi känner den.'
Dessa slutsatser stämmer överens med ring- och luckmönster observerade i unga stjärnsystems skivor av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA)-teleskopet. Arbetet stöddes av National Science Foundation och publiceras i Science Advances (DOI: 10.1126/sciadv.ady4823).