Η κατανόηση της πρώιμης εξέλιξης του Δία βοηθά να φωτιστεί η ευρύτερη ιστορία του πώς το ηλιακό μας σύστημα ανέπτυξε τη διακριτή δομή του. Η βαρύτητα του Δία, που συχνά αποκαλείται «αρχιτέκτονας» του ηλιακού μας συστήματος, έπαιξε καθοριστικό ρόλο στη διαμόρφωση των τροχιών των άλλων πλανητών και στη διαμόρφωση του δίσκου αερίων και σκόνης από τον οποίο σχηματίστηκαν.
Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Astronomy, ο Κωνσταντίν Μπατίγκιν, καθηγητής πλανητικής επιστήμης στο Caltech, και ο Φρεντ Κ. Άνταμς, καθηγητής φυσικής και αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν, παρέχουν μια λεπτομερή εικόνα της αρχέγονης κατάστασης του Δία.
Οι υπολογισμοί τους αποκαλύπτουν ότι περίπου 3,8 εκατομμύρια χρόνια μετά τη δημιουργία των πρώτων στερεών σωμάτων του ηλιακού συστήματος — μια κρίσιμη στιγμή κατά την οποία ο δίσκος υλικού γύρω από τον ήλιο, γνωστός ως πρωτοπλανητικό νεφέλωμα, διαλύονταν — ο Δίας ήταν σημαντικά μεγαλύτερος και είχε ένα ακόμη πιο ισχυρό μαγνητικό πεδίο.
«Ο απώτερος στόχος μας είναι να κατανοήσουμε από πού προέρχουμε, και η προσδιορισμός των πρώιμων φάσεων της δημιουργίας των πλανητών είναι απαραίτητος για την επίλυση του γρίφου», λέει ο Batygin.
«Αυτό μας φέρνει πιο κοντά στην κατανόηση του πώς σχηματίστηκε όχι μόνο ο Δίας, αλλά και ολόκληρο το ηλιακό σύστημα».
Ο Batygin και ο Adams προσέγγισαν αυτό το ερώτημα μελετώντας τους μικροσκοπικούς δορυφόρους του Δία, την Αμαλθέα και τη Θήβη, οι οποίοι βρίσκονται σε τροχιά ακόμη πιο κοντά στον Δία από τον Ιώ, τον μικρότερο και πλησιέστερο από τους τέσσερις μεγάλους δορυφόρους του πλανήτη.
Επειδή η Αμαλθέα και η Θήβη έχουν ελαφρώς κεκλιμένες τροχιές, ο Batygin και ο Adams ανέλυσαν αυτές τις μικρές τροχιακές αποκλίσεις για να υπολογίσουν το αρχικό μέγεθος του Δία: περίπου το διπλάσιο της τρέχουσας ακτίνας του, με έναν προβλεπόμενο όγκο που ισοδυναμεί με πάνω από 2.000 Γης. Οι ερευνητές καθόρισαν επίσης ότι το μαγνητικό πεδίο του Δία εκείνη την εποχή ήταν περίπου 50 φορές ισχυρότερο από ό,τι είναι σήμερα.
Ο Adams υπογραμμίζει το αξιοσημείωτο αποτύπωμα που έχει αφήσει το παρελθόν στο σημερινό ηλιακό σύστημα: «Είναι εκπληκτικό ότι ακόμη και μετά από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, υπάρχουν αρκετά στοιχεία που μας επιτρέπουν να ανακατασκευάσουμε τη φυσική κατάσταση του Δία στην αυγή της ύπαρξής του».
Είναι σημαντικό ότι αυτές οι γνώσεις αποκτήθηκαν μέσω ανεξάρτητων περιορισμών που παρακάμπτουν τις παραδοσιακές αβεβαιότητες στα μοντέλα σχηματισμού πλανητών, τα οποία συχνά βασίζονται σε υποθέσεις σχετικά με την αδιαφάνεια των αερίων, τον ρυθμό συσσώρευσης ή τη μάζα του πυρήνα των βαρέων στοιχείων. Αντ' αυτού, η ομάδα επικεντρώθηκε στην τροχιακή δυναμική των φεγγαριών του Δία και στη διατήρηση της γωνιακής ορμής του πλανήτη, ποσότητες που είναι άμεσα μετρήσιμες.
Η ανάλυσή τους δημιουργεί μια σαφή εικόνα του Δία τη στιγμή που εξατμίστηκε το ηλιακό νεφέλωμα που τον περιβάλλει, ένα κρίσιμο σημείο μετάβασης όταν εξαφανίστηκαν τα δομικά υλικά για τη δημιουργία των πλανητών και καθορίστηκε η αρχική αρχιτεκτονική του ηλιακού συστήματος.
Τα αποτελέσματα προσθέτουν κρίσιμες λεπτομέρειες στις υπάρχουσες θεωρίες για τη δημιουργία των πλανητών, οι οποίες υποδηλώνουν ότι ο Δίας και άλλοι γίγαντες πλανήτες γύρω από άλλα άστρα σχηματίστηκαν μέσω συσσώρευσης πυρήνα, μια διαδικασία κατά την οποία ένας βραχώδης και παγωμένος πυρήνας συγκεντρώνει γρήγορα αέρια.
Αυτά τα θεμελιώδη μοντέλα αναπτύχθηκαν κατά τη διάρκεια δεκαετιών από πολλούς ερευνητές, μεταξύ των οποίων ο Dave Stevenson, ομότιμος καθηγητής πλανητικής επιστήμης του Caltech. Η νέα αυτή μελέτη βασίζεται σε αυτά τα θεμέλια, παρέχοντας πιο ακριβείς μετρήσεις του μεγέθους, της ταχύτητας περιστροφής και των μαγνητικών συνθηκών του Δία σε μια πρώιμη, κρίσιμη περίοδο.
Ο Batygin τονίζει ότι, ενώ οι πρώτες στιγμές του Δία παραμένουν ασαφείς, η τρέχουσα έρευνα διασαφηνίζει σημαντικά την εικόνα μας για τα κρίσιμα στάδια ανάπτυξης του πλανήτη. «Αυτό που έχουμε καθιερώσει εδώ είναι ένα πολύτιμο σημείο αναφοράς», λέει. «Ένα σημείο από το οποίο μπορούμε να ανακατασκευάσουμε με μεγαλύτερη σιγουριά την εξέλιξη του ηλιακού μας συστήματος».
Πηγή: NewsBomb.gr
