Tvar Sluneční soustavy se dramaticky změnil. Postupný vývoj překvapil samotné vědce

Tvar Sluneční soustavy byl kdysi zcela jiný. Než se uspořádala do zploštělého disku, mělo rozložení prachu a hornin více společného s koblihou než s palačinkou. K tomuto závěru dospěli vědci po studiu železných meteoritů z vnější Sluneční soustavy a zjistili, že je lze vysvětlit pouze v případě, že tvar Sluneční soustavy byl kdysi toroidální.

To jsou informace, které nám mohou pomoci interpretovat další vznikající planetární systémy a určit pořadí, v jakém se sestavují.

Vznik planetárního systému kolem hvězdy začíná v molekulárním oblaku plynu a prachu unášeném vesmírem. Pokud část oblaku dostatečně zhoustne, zhroutí se pod vlastní gravitací, přičemž se roztočí a stane se zárodkem rostoucí malé hvězdy. Jak se otáčí, materiál v okolním mračnu se stahuje do kroužícího disku, který se přivádí k protohvězdě.

V tomto disku se vytvoří menší shluky, z nichž se stanou protoplanetární zárodky, které buď pokračují v růstu do podoby plnohodnotných planet, nebo, což se zdá být mnohem častější, se jejich vývoj zastaví a zůstanou jako menší objekty, například planetky.

Tyto disky jsme opakovaně viděli u jiných hvězd, přičemž mezery v nich byly vyryty planetami, které při svém pohybu nasávaly prach. Ale železné meteority nalezené v naší sluneční soustavě vyprávějí další část příběhu.

Podle týmu vedeného planetárním vědcem Bidongem Zhangem z Kalifornské univerzity v Los Angeles vyžaduje složení asteroidů ve vnější Sluneční soustavě, aby oblak materiálu měl spíše tvar šišky než řady soustředných prstenců v plochém disku. To naznačuje, že první fáze koalescence soustavy jsou toroidální.

Dotyčné železné meteority, kusy hornin, které se dostaly na Zemi z vnější sluneční soustavy, jsou bohatší na žáruvzdorné kovy než ty, které se nacházejí ve vnitřní sluneční soustavě. Jedná se o kovy, jako je platina a iridium, jejichž vznik může probíhat pouze ve velmi horkém prostředí, například v blízkosti formující se hvězdy.

To představuje určitý problém, protože tyto meteority nepocházejí z vnitřní Sluneční soustavy, ale z vnější, což znamená, že se musely zformovat v blízkosti Slunce a při rozpínání protoplanetárního disku se přesunuly směrem ven. Podle modelování, které provedl Zhang se svými kolegy, by však tyto železné objekty nebyly schopny překonat mezery v protoplanetárním disku.

Podle jejich výpočtů by k migraci mohlo dojít nejsnáze, pokud by protoplanetární struktura měla toroidální tvar. To by objekty bohaté na kovy nasměrovalo k vnějším okrajům formující se Sluneční soustavy.

Když se pak disk ochladil a začaly se formovat planety, neschopnost hornin cestovat přes mezery v disku by fungovala jako velmi účinná zábrana, která by jim bránila migrovat zpět ke Slunci pod vlivem gravitace. „Jakmile se zformoval Jupiter, velmi pravděpodobně se otevřela fyzikální mezera, která uvěznila kovy iridia a platiny ve vnějším disku a zabránila jim v pádu do Slunce,“ říká Zhang.

„Tyto kovy byly později začleněny do asteroidů, které se vytvořily ve vnějším disku. To vysvětluje, proč meteority vzniklé ve vnějším disku, uhlíkaté chondrity a železné meteority uhlíkatého typu, mají mnohem vyšší obsah iridia a platiny než jejich vrstevníci z vnitřního disku.“

Je úžasné, co všechno se můžete dozvědět z kusu kovové horniny s důlky.

Autor: Lukáš Drahozal

Zdroj: newsroom.ucla.edu, pnas.org/doi