Úvodní strana  >  Články  >  Sluneční soustava  >  Jak Jupiter okradl planetu Mars

Jak Jupiter okradl planetu Mars

Porovnání velikosti Venuše, Země a Marsu
Porovnání velikosti Venuše, Země a Marsu
Astronomy dlouho trápila otázka, proč má Mars pouze poloviční rozměr v porovnání se Zemí a proč má pouze desetkrát menší hmotnost. Protože sousední planety ve vnitřní části Sluneční soustavy se nepochybně zformovaly současně, nabízí se otázka: Proč nemá Mars stejnou velikost a hmotnost jako Země či Venuše? Článek publikovaný 5. 6. 2011 v časopise Nature poskytuje první souhrnné vysvětlení a odhaluje nečekaný "tanec" v počátcích existence planet Jupiter a Saturn.

Kevin J. Walsh, vědecký pracovník na Southwest Research Institute, vedl mezinárodní tým provádějící počítačové simulace dějů na počátku existence Sluneční soustavy za účelem zjištění, jak se mohl "mladistvý" Jupiter stěhovat (migrovat) do vzdálenosti 1,5 astronomické jednotky od Slunce (jedna astronomická jednotka - AU - je vzdálenost zhruba odpovídající vzdálenosti mezi Sluncem a Zemí). Přitom si přivlastnil velké množství hmoty z tohoto regionu a vznikající planeta Mars tak v podstatě přišla o potřebný materiál pro svůj růst.

"Planeta Jupiter se přemístila dovnitř směrem ke Slunci ze svého místa zrodu až na vzdálenost 1,5 AU od Slunce a potom kolem něj v této vzdálenosti obíhala, jak to naznačují počítačové modely. Nakonec následovala jeho migrace ven směrem k současné poloze. Toto putování Jupiteru omezilo distribuci pevných částic ve vnitřní oblasti Sluneční soustavy ve vzdálenosti asi 1 AU, což vysvětluje malou hmotnost planety Mars," říká Kevin Walsh. "Problémem bylo, jestli vnitřní a vnější migrace Jupiteru v oblasti 2 až 4 AU je slučitelná s existencí současného hlavního pásu planetek ve stejné oblasti. Proto jsme začali uskutečňovat velké množství počítačových simulací."

"Výsledky jsou fantastické," říká Walsh. "Námi provedené simulace ukazují nejen že migrace Jupiteru je v souladu s existencí pásu asteroidů, ale rovněž vysvětluje jeho vlastnosti, které jsme do té doby zcela nepochopili."

Pás asteroidů je tvořen dvěma rozdílnými typy těles. Jednak se jedná o velmi suchá tělesa, a dále zde nacházíme tělesa s vysokým obsahem vody, podobající se spíše kometám. Kevin Walsh se svými spolupracovníky ukázal, že průchody planety Jupiter nejprve vyprázdnily a posléze znovu "zalidnily" oblast pásu asteroidů tělesy z vnitřní části, která vznikla v rozmezí 1 až 3 AU, stejně tak i tělesy z vnější oblasti, která mají původ v prostoru mezi a za drahami obřích planet. Díky gravitačnímu působení Jupiteru zde pozorujeme příznačné složení těles s rozdílnými vlastnostmi napříč hlavním pásem planetek i v současné době.

Migrace obřích planet v rané fázi vývoje planetární soustavy
Migrace obřích planet v rané fázi vývoje planetární soustavy
Členové výzkumného týmu nazvali svoji počítačovou simulaci termínem "Grand Tack Scenario" (scénář velkého křižování) na základě nenadálých změn v pohybu planety Jupiter až na vzdálenost 1,5 AU od Slunce, podobně, jako když plachetnice křižuje kolem bóje. Migrace obřích plynných planet je rovněž podpořena pozorováním četných extra-solárních planet objevených v širokém rozsahu vzdáleností od svých mateřských hvězd (sluncí), což naznačuje, že migrace planet je jev vyskytující se všude ve vesmíru.

Podle nového modelu se planeta Jupiter zformovala ve vzdálenosti 3,5 AU od Slunce. Protože v té době stále ještě existovalo v okolí Slunce velké množství plynů, obří planeta byla bržděna plynnými proudy a byla "tažena" směrem ke Slunci. Jupiter se pomalu pohyboval po spirále smrti směrem dovnitř do té doby, než se zastavil ve vzdálenosti 1,5 AU od Slunce, tj. v místě, kde nyní obíhá planeta Mars (která zde ještě nebyla, obíhala blíže ke Slunci).

"Předpokládáme, že Jupiter zastavil svoji další migraci směrem ke Slunci kvůli Saturnu," říká Avi Mandel, planetolog NASA a spoluautor článku. Podobně jako Jupiter i planeta Saturn se posouvala krátce po svém vzniku blíže ke Slunci, avšak modely ukazují, že jakmile se obě hmotné planety přiblížily dostatečně blízko jedna k druhé, jejich osudy se už napořád provázaly.

Postupně byl veškerý plyn mezi oběma planetami vypuzen pryč, což vedlo k zastavení pohybu po spirále smrti a nakonec byly obě planety nasměrovány k pohybu opačným směrem, tj. směrem od Slunce. Obě planety se vzdalovaly společně, dokud Jupiter nedosáhl své nynější polohy ve vzdálenosti 5,2 AU od Slunce a Saturn se zastavil zhruba na 7 AU (později jiné síly posunuly Saturna do současné vzdálenosti 9,5 AU).

Donedávna se astronomové domnívali, že hlavní pás asteroidů existuje proto, že planeta Jupiter svojí gravitací bránila v této oblasti slepování materiálu dohromady a vytvoření další planety; předpokládali, že místo toho zde zůstala spousta volného materiálu - dnešních planetek. Někteří astronomové již dříve zvažovali možnost, že Jupiter mohl v určitém období obíhat blíže ke Slunci, avšak jeho přítomnost zde vyvolávala velký problém: Jupiter svým působením rozptyloval materiál v oblasti pásu asteroidů natolik, že tento útvar zkrátka podle dřívějších počítačových simulací nemohl existovat.

Doba, kterou Jupiter trávil ve vnitřních oblastech Sluneční soustavy, měla další důležitý efekt: jeho přítomnost způsobila, že planeta Mars je mnohem menší, než by byla za jiných okolností. "Proč je Mars tak malý, to byl donedávna neřešitelný problém pro teorie vzniku naší Sluneční soustavy," říká Avi Mandel.

Protože se Mars vytvářel dále od Slunce než Venuše a Země, měl k dispozici více surového materiálu a měl by být tedy větší než tyto dvě planety. Místo toho je menší. To dlouho nedávalo smysl. Avšak jak naznačuje model Grand Track, Jupiter strávil určitou část svého života "zaparkován" ve vnitřní oblasti Sluneční soustavy a svojí přítomností rozházel část materiálu, který byl k dispozici pro formování planet. Většina materiálu z okolí 1 AU byla rozptýlena a unikla tak z dosahu "hubené" planety Mars. Naopak Země a Venuše se vytvářely v oblasti poměrně bohaté na stavební materiál.

Zdroj: www.physorg.com a www.spaceref.com
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí




O autorovi

František Martinek

František Martinek

Narodil se v roce 1952. Na základní škole se začal zajímat o kosmonautiku, později i o astronomii. V roce 1978 nastoupil na Hvězdárnu Valašské Meziříčí na pozici odborného pracovníka, kde v různých funkcích pracoval až do konce února 2014. Věnoval se především popularizační a vzdělávací činnosti. Od roku 2003 publikuje krátké články o novinkách v astronomii a kosmonautice na stránkách www.astro.cz. I po odchodu do důchodu spolupracuje s valašskomeziříčskou hvězdárnou a podílí se na přípravě obsahu stránek www.astrovm.cz. Ve volném čase se věnuje rekreační turistice.



30. vesmírný týden 2017

30. vesmírný týden 2017

Přehled událostí na obloze od 24. 7. do 30. 7. 2017. Měsíc po novu dorůstá k první čtvrti. Jupiter je večer už jen nízko a Saturn je za soumraku nad jihem. Nad ránem je Neptun nad jihem, Uran na jihovýchodě a nízko na severovýchodě jasná Venuše. Aktivita Slunce je opět nízká, skvrna zapadla. Přelety ISS budou tento týden vidět už i večer. V rubrice 100 pozorování najdeme upozornění na maximum meteorického roje Delta Akvaridy. K ISS by měla odstartovat kosmická loď Sojuz MS-05.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

Trojice galaxií v Draku

Titul Česká astrofotografie měsíce za červen 2017 obdržel snímek „Trojice galaxií v Draku“, jehož autorem je Jan K. Žehrovický. Souhvězdí Draka nenalezne na obloze každý. A to je to přitom souhvězdí velmi velké, nebo spíše dlouhé, obtočené okolo Velké a Malé Medvědice. Dokonce je viditelné po

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Airglow z Ivančic

Airglow (světélkování ve vysoké atmosféře). Fotoaparát Sony DSC-RX100M2, ISO6400, f/1.8, exp. 10 s. Fotografováno z okraje menšího města (Ivančice na Brněnsku).

Další informace »