A. Simon via GSFC, NASA, ESA Jupiter dannet i et geologisk blink. Dens stenede kerne smeltede sammen mindre end en million år efter begyndelsen af vores solsystem, rapporterede videnskabsmænd mandag i Proceedings of the National Academy of Sciences . Inden for yderligere 2 eller 3 millioner år voksede denne kerne til 50 gange Jordens masse.
Forskere har tidligere bygget computermodeller af Jupiters fødsel. Men denne undersøgelse 'er første gang, at vi kan sige noget om Jupiter baseret på målinger udført i laboratoriet,' sagde studiets medforfatter Thomas Kruijer, en forsker ved Lawrence Livermore National Laboratory i Californien.
For at undersøge planetens skabelse prøvede eksperter udenjordisk materiale, der tilfældigvis lander på Jorden - gamle meteoritter.
Vores solsystem begyndte som en skive af støv og gas for 4,6 milliarder år siden. Af planeterne kom først gasgiganterne, efterfulgt af jordiske verdener af klippe og metal som Jorden. Jupiter er den største af yngel.
På trods af at det for det meste er gas i bulk, er det mere end 300 gange Jordens masse. Af den grund formoder astronomer, at planeten var den ældste, der var i stand til at øse mere materiale op af skiven, før dens yngre søskende dukkede op.
Den nye undersøgelse understøtter ideen om en førstefødt Jupiter. Da Jupiter blev dannet, fejede den voksende planet en stor del af gas og støv op, mens den kredsede rundt om solen.
Hvad mere er, fungerede det som en barriere for at beskytte det indre solsystem mod vildfarne meteoritter. Da solsystemet var omkring 1 million år gammelt, var Jupiters tyngdekraft stærk nok til at forhindre sten i at krydse ud over dets kredsløb, som en klubudsmider, der tvinger efternølende til at vente på fortovet.
'Ved omkring 1 million år er Jupiter blevet stor nok til at afskære det indre solsystem fra det ydre solsystem,' sagde Brown Universitys Brandon Johnson, en planetarisk videnskabsmand, der ikke var involveret i den nye forskning.
Så, da solsystemet var omkring 4 millioner år gammelt, voksede Jupiter til omkring 50 jordmasser og gik mod solen. Dette sænkede udsmiderens fløjlsreb, hvilket tillod de ydre asteroider at blande sig med de indre klipper.
I dag er de blandet sammen i et enkelt bælte, som eksisterer mellem Jupiter og Mars . Sten fra denne blanding lander på Jorden, hvor videnskabsmænd som Kruijer kan studere dem.
Den nye undersøgelse tilføjer beviser til ideen om, at Jupiter midlertidigt deler bestanden af meteoritter i solsystemet i to: dem mellem Jupiter og Solen og dem, der ligger uden for Jupiter.
Hvis et par klipper fra det indre og det ydre rum landede i din forhave, og du samlede dem op, efter at de var afkølet og støvet lagt sig, ville du ikke kunne se en forskel.
Men Kruijer og hans kolleger kan måle specifikke kemiske signaturer i meteoritter - som afslører ikke kun klippernes alder, men hvilken af de to grupper de engang tilhørte.
Det var først for nylig, at teknologiske fremskridt gjorde det muligt for forskere at måle forskellene i de to, sagde Kruijer.
Meteoritgrupperne adskiltes omkring 1 million år efter solsystemets dannelse og holdt sig fra hinanden indtil omkring 4 millioner år efter dannelsen, ifølge den nye analyse. Det er afgørende, at de to populationer eksisterede samtidigt i nogle få millioner år.
»Det kan ikke være en tidsmæssig ændring. Det må være en rumlig adskillelse,' sagde Kruijer.
Noget må have holdt dem fra hinanden. Den mest sandsynlige synder, siger forfatterne til undersøgelsen, er en ung Jupiter. 'Det er svært at tænke på nogen anden mulighed,' sagde han.
'Dette er interessant arbejde og præsenterer et interessant resultat, som stemmer godt overens med vores eksisterende forståelse,' sagde Konstantin Batygin, en planetarisk astrofysiker ved California Institute of Technology, som ikke var involveret i forskningen. 'Det kan meget vel være, hvad der var sket.'
Planetforskere er som detektiver, sagde Batygin og gennemsøgte en scene for at finde antydninger om, hvad der skete.
'På et gerningssted er det de små stænk af blod på loftet,' sagde han, 'der vil fortælle dig mere end de afhuggede lemmer.'
I denne analogi er planeterne de hakkede lemmer og meteoritterne den blodige spray. Men som med jagten på mordspor, tilføjede han, 'der er altid plads til tvivl med disse typer problemer.'
Det kan være, at strukturen af den tidlige skive holdt meteoritgrupperne isoleret, sagde Kevin Walsh, en astronom ved Southwest Research Institute i Colorado, som ikke var involveret i dette arbejde.
'Det centrale punkt, forfatterne gør, er, at Jupiter skal dannes for at beholde disse asteroide reservoirer adskilles, mens de dannes,' sagde han i en e-mail.
'Det er muligt, at vi har en naiv forståelse af den måde, asteroidebyggesten kunne bevæge sig i et tidligt solsystem, og at en Jupiter-masseplanet ikke er nødvendig.'
Men sådan en tidlig Jupiter jibber med andre ideer om det tidlige solsystem.
Et koncept, kaldet grand tack-hypotesen, kaster Jupiter ud som en vandrer. I grand tack-hypotesen, først foreslået af Walsh og andre videnskabsmænd i 2011, begyndte Jupiter at løbe mod midten af solsystemet.
Det var, indtil Saturn dannede sig og trak Jupiter bagud. Denne hængende ødelæggende kuglebevægelse kan blandt andet være ansvarlig for blandingen af meteoritgrupperne til ét bælte.
Og det er sandsynligt, at denne unge og massive Jupiter er ansvarlig for en lille jord med en tynd atmosfære. 'Vi indtager en noget mærkelig verden, galaktisk set,' sagde Batygin.
Jorden, som blev dannet omkring 100 millioner år efter soltågen, manglede tyngdekraften til en tyk 'væmmelig brint-heliumatmosfære' fundet på andre verdener.
Tak Jupiter for at suge det meste af det materiale op.
Eksoplanetjægere, der kigger på andre stjernesystemer, har fundet adskillige superjorder, planeter større end Jorden, men mindre end gasgiganter som Neptun. Få exoplaneter er så små som to Jorder og eksisterer i deres stjernes beboelige zone.
Kruijer spekulerede i, at den unge Jupiter er årsagen til, at vores solsystem ikke har nogen superjord tæt på vores stjerne.
I dette lys er Jupiter en søjle i solsystemet. 'Selv i sin vorden kontrollerede Jupiter virkelig dynamikken og evolutionen af solsystemet,' sagde Johnson.
'Det er det største, der findes. Selv efter en million år ændrer det den måde, vores solsystem så ud på.'
© 2017 Washington Post
Denne artikel blev oprindeligt udgivet af Washington Post .