Jupiter bi mogao biti razlog zašto Zemlja ima mjesec

Postoji teorija da je velika planetarna nestabilnost, tijekom koje su Jupiter i ostali plinoviti divovi lutali kroz sunčev sustav u kaotičnom kretanju, izravno povezana s događajem koji je rezultirao stvaranjem Zemljinog mjeseca.

No, koliko su ova dva događaja direktno povezana? Pretpostavlja se da je fenomen poznat kao “velika nestabilnost”, koji je unio nemir među planetama i naveo plinovite divove da mijenjaju svoje orbite, nastupio između 60 i 100 milijuna godina nakon formiranja sunčevog sustava. Ovo je zaključak detaljnih znanstvenih istraživanja koja su uspostavila vezu između specifične vrste meteorita i asteroida, koji su bili pod utjecajem tih nemirnih plinovitih divova. Dalje, znanstvenici sugeriraju da su planetarne migracije, posebice Jupitera, mogle potaknuti formiranje Zemljinog mjeseca tako što su destabilizirale orbitu protoplaneta veličine Marsa poznatog kao Teja. Ova destabilizacija mogla je dovesti do sudara s Zemljom, izbacujući krhotine u svemir koje su, prema mišljenju znanstvenika, kasnije formirale mjesec.

Prema analizi sastava i položaja različitih vrsta asteroida i kometa, znanstvenici su zaključili da se gore navedena katastrofa odigrala rano u povijesti sunčevog sustava. Ipak, još uvijek postoje nerazjašnjena pitanja o preciznom slijedu događaja. Na primjer, opće je poznato da su se objekti koje danas vidimo u sunčevom sustavu, uključujući Zemlju, formirali iz diska plina i prašine oko Sunca. Međutim, neki od tih objekata, kao što su asteroidi i komete, sadrže materijale koji izvorno nisu bili prisutni u tom disku — barem ne na lokacijama na kojima se ti objekti danas nalaze. Logičnije bi bilo pretpostaviti da su se ovi objekti formirali bliže Suncu prije nego što su bili raspršeni dalje u sunčev sustav. Ako su Jupiter i drugi divovski planeti migrirali od svojih izvornih pozicija, moguće je da su asteroidi i kometi također promijenili svoje pozicije.

Teorija koja objašnjava ovu orbitalnu nestabilnost poznata je kao “Nice Model“, nazvana po francuskom gradu u kojem se nalazi Opservatorij Côte d’Azur, gdje je ova ideja izvorno razvijena. Znanstvenici su prvotno vjerovali da se nestabilnost odvila između 500 i 800 milijuna godina nakon nastanka sunčevog sustava. Da je to bilo točno, to bi se poklopilo s periodom poznatim kao Kasno teško bombardiranje, tijekom kojeg bi unutarnji planeti bili bombardirani kometima izbačenim iz svojih orbita zbog migracije plinovitih divova. No, noviji dokazi osporavaju teoriju Kasnog teškog bombardiranja, sugerirajući da je nestabilnost nastupila najkasnije 100 milijuna godina nakon formiranja sunčevog sustava, temeljeno na vremenu kada je Jupiter mogao sakupiti svoje trojanske asteroide na Lagrangeovim točkama L4 i L5. “Izgleda da postoji opća suglasnost da je nestabilnost slična Nice Modelu vjerojatno nastupila manje od 100 milijuna godina nakon početka sunčevog sustava, iako postoje različita mišljenja,” izjavio je Kevin Walsh iz Istraživačkog instituta South-west u Boulderu, Colorado, za Space.com.

Proučavanje meteorita i povezanost s nestabilnošću planeta

Neki znanstvenici vjeruju da se planetarna nestabilnost dogodila vrlo brzo, unutar četiri milijuna godina nakon nastanka Sunčevog sustava, dok drugi smatraju da se to dogodilo kasnije, nakon otprilike 60 milijuna godina. U potrazi za odgovorima, tim predvođen planetarnom znanstvenicom Chrysa Avdellidou sa Sveučilišta u Leicesteru, uz pomoć Walsha i drugih planetarnih znanstvenika, fokusirao se na vrstu meteorita poznatih kao EL enstatit kondriti. Ovi meteoriti sadrže malo željeza i vrlo su slični po sastavu i izotopskom omjeru materijalima iz kojih je nastala Zemlja, što sugerira da su Zemlja i EL kondriti kondenzirani iz istog dijela diska za formiranje planeta. Međutim, izvorno tijelo EL kondrita više nije blizu Zemlje. Astronomska promatranja s teleskopa na tlu povezala su ove meteorite s asteroidnom obitelji Athor, koja se nalazi prilično daleko u asteroidnom pojasu između Marsa i Jupitera. Obitelj Athor i EL kondriti nekad su bili dio jednog velikog asteroida koji je razbijen u sudaru prije otprilike 3 milijarde godina, događaju koji nije povezan s velikom nestabilnošću.

Nestabilnost koja je navela Jupiter na migraciju morala je raspršiti ‘progenitora’ obitelji Athor u asteroidni pojas. EL kondriti stoga služe kao izvrsni kronometri za ovaj događaj jer sadrže jasan zapis o događajima koji su se morali odviti. “Konkretno, termalna povijest EL kondrita priča bogatu priču, ograničavajući i veličinu izvornog tijela roditelja i vrijeme koje je moralo proći prije nego što je razbijeno,” objasnio je Walsh. Koristeći dinamičke simulacije, znanstvenici su uspjeli modelirati različite scenarije uključujući migraciju Jupitera i zaključili da je Jupiter mogao raspršiti progenitora Athora u asteroidni pojas već 60 milijuna godina nakon nastanka Sunčevog sustava. Podaci o Jupiterovim trojanskim asteroidima potvrđuju da je velika nestabilnost nastupila između 60 i 100 milijuna godina. “Avdellidou posebno ističe da je Nice Model — tijekom kojeg su orbite divovskih planeta kratkotrajno divljale 10 ili 20 milijuna godina — najbolje i možda jedino razdoblje za slanje asteroida u regiju specifične asteroidne obitelji Athor,” dodao je Walsh. Zanimljivo je da se sudar između Zemlje i Teje, koji je rezultirao formiranjem Mjeseca, dogodio otprilike u to vrijeme.

“Razumijemo da je došlo do masivnog sudara na proto-Zemlji od strane Teje, čiji je sastav bio vrlo sličan,” rekla je Avdellidou. “Analize uzoraka s Mjeseca dale su procjene starosti, dok su drugi znanstvenici sugerirali da bi taj sudar mogao biti posljedica nestabilnosti divovskih planeta.” Iako je nemoguće to dokazati, “dokaz je jak pojam i nešto teško dostižno kada se bavimo događajima starim 4,5 milijarde godina,” istaknula je Avdellidou, priznajući da se sudar koji je formirao Zemljin mjesec čini povezan s velikom nestabilnošću. “Naša studija postavila je ove događaje u čvrst, jasan vremenski okvir,” zaključila je Avdellidou. Iako možda nije moguće konačno dokazati ulogu Jupitera u formiranju Mjeseca, dostupni dokazi svakako upućuju na to.