Novo istraživanje koje su proveli znanstvenici sa Sveučilišta Nevada u Las Vegasu (UNLV) donosi nova saznanja o tome kako su nastali planeti, uključujući Zemlju, u našoj galaksiji te zašto su život i smrt obližnjih zvijezda ključni dijelovi te slagalice.
U radu objavljenom u časopisu Astrophysical Journal Letters istraživači s UNLV-a, u suradnji sa znanstvenicima s Otvorenog sveučilišta u Izraelu, prvi su put modelirali način na koji vrijeme formiranja planeta tijekom povijesti galaksije utječe na njihov sastav i gustoću.
“Materijali od kojih nastaju planeti formiraju se unutar zvijezda koje imaju različita životna razdoblja”, rekao je Jason Steffen, izvanredni profesor na Odsjeku za fiziku i astronomiju UNLV-a i glavni autor rada. “Ovi rezultati objašnjavaju zašto su stariji, kameni planeti manje guste strukture od mlađih poput Zemlje, te pokazuju da potrebni sastojci za život nisu nastali odjednom.”
Vrijeme kao presudni čimbenik u stvaranju planeta
Svi osnovni elementi od kojih su građeni planeti, poput kisika, silicija, željeza i nikla, nastaju unutar zvijezda. Planeti se u biti formiraju iz ostataka umirućih zvijezda, ali te zvijezde umiru u vrlo različitim vremenskim razmacima, što može utjecati na građu novonastalih planeta.
Masivne zvijezde sagorijevaju brzo, obično unutar 10 milijuna godina, a kada eksplodiraju, raspršuju lakše elemente poput kisika, silicija i magnezija u svemir. Ti su elementi najčešći u vanjskim slojevima kamenih planeta.
Zvijezde s manjom masom žive milijardama godina i oslobađaju teže elemente, poput željeza i nikla, koji su ključni za formiranje planetarnih jezgri.
Planeti koji nastaju u sustavima u kojima su i masivne i male zvijezde imale dovoljno vremena obogatiti protoplanetarni disk svojim materijalom, sadrže raznolikiju mješavinu elemenata. Oni koji se formiraju uglavnom iz ostataka masivnih zvijezda imaju razvijenije plašteve i manje jezgre. Kada pak manje zvijezde kroz dulja razdoblja počnu otpuštati veće količine težih elemenata, poput željeza i nikla, jezgre novonastalih planeta postaju znatno veće i gušće.
Model koji prati cijeli životni ciklus planeta
Tijekom posljednjih deset godina istraživački je tim razvio niz računalnih modela za različite specijalizirane projekte, no tek je nedavno shvatio da posjeduje sve potrebne dijelove za stvaranje prvog potpuno integriranog modela formiranja planeta ove vrste.
“Bilo je to kao da smo rješenje već imali, a čekali pravi problem. Kad su objavljena nova opažanja, shvatili smo da možemo modelirati cijeli sustav uz samo mali dodatak koda na početku”, rekao je Steffen.
Simulacija prati čitav životni ciklus formiranja planeta, od rađanja zvijezda i sinteze elemenata, do eksplozija, sudara, nastanka planeta i oblikovanja njihove unutarnje strukture.
“Jedna od posljedica ovih otkrića jest da se uvjeti za život ne pojavljuju odmah” istaknuo je Steffen. “Mnogi elementi potrebni za nastanak nastanjivih planeta i živih organizama postaju dostupni tek postupno, tijekom različitih razdoblja povijesti galaktike.”
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
