Przez dziesięciolecia naukowcy wierzyli, że skaliste planety naszego Układu Słonecznego powstały z pojedynczego wirującego dysku pyłu i gruzu wokół młodego Słońca. Nowe symulacje podważają to długo utrzymywane przekonanie, sugerując, że Ziemia i sąsiednie planety mogły powstać z dwóch oddzielnych pierścieni materii.
Problem z modelem z jednym dyskiem
Istniejące modele mają trudności z wyjaśnieniem kilku kluczowych cech naszego Układu Słonecznego. Jednym z głównych problemów jest skład Ziemi: planeta wydaje się składać z dwóch różnych typów skał, co byłoby mało prawdopodobne, gdyby cała jej materia pochodziła z jednego źródła.
Co więcej, symulacje pojedynczego dysku konsekwentnie przewidują planety o nieprawidłowych rozmiarach i charakterystykach orbit. Merkury i Mars wydają się być zbyt masywne, Wenus i Ziemia są zbyt blisko siebie, a Ziemia i Mars mają zaskakująco podobny skład chemiczny. Te rozbieżności od dawna intrygują planetologów.
Desperacki ruch, który zadziałał
Bill Bottke z Instytutu Badań Południowo-Zachodnich i jego zespół spędzili miesiące na udoskonalaniu modeli jednodyskowych, ale problemy nadal występowały. W ramach ostatniej szansy wprowadzili do swoich symulacji drugi zbiornik materii.
“Spędziliśmy sześć miesięcy przy komputerze i nic nie działało, więc zdecydowaliśmy się na desperacki krok. Stwierdziliśmy, dlaczego nie spróbować drugiego czołgu?”
Wyniki były niesamowite. Nowy model dokładnie odtworzył rozmiary, odległości i skład planet ziemskich – Ziemi, Marsa, Wenus i Merkurego.
Dwa dyski, dwa początki
Najbardziej udana symulacja obejmowała dwa oddzielne dyski: jeden w odległości około połowy odległości między Ziemią a Słońcem, a drugi w odległości 1,7 razy większej. Według tego modelu Ziemia powstała głównie z dysku wewnętrznego, z niewielkim udziałem dysku zewnętrznego. Natomiast Mars powstał głównie z dysku zewnętrznego, co wyjaśnia różnice w składzie obu planet.
Jan Hellman z Instytutu Badań Układu Słonecznego. Max Planck zauważa, że model ten odpowiada obserwowanemu składowi planet: „Uważamy, że Ziemia została uformowana głównie z [materiału znajdującego się w wewnętrznym Układzie Słonecznym], a tylko ta druga część pochodzi z zewnętrznego Układu Słonecznego”.
Pozostałe pytania i przyszłe badania
Chociaż model ten jest obiecujący, do prawidłowego działania wymaga bardzo specyficznych warunków początkowych. Subtelne zmiany w kształcie dysku mogą radykalnie zmienić proces powstawania planet, co rodzi pytania o to, dlaczego w ogóle istniały takie warunki.
Naukowcy udoskonalają obecnie model, wykorzystując wielkoskalowe symulacje superkomputerowe, aby zbadać jego konsekwencje dla innych tajemnic Układu Słonecznego, takich jak skład asteroid i obecność niezwykłych skał na Księżycu. Jeśli to nowe wyjaśnienie zostanie potwierdzone, może rozwiązać długotrwałe problemy związane z powstawaniem naszego planetarnego sąsiedztwa.
Odkrycie to sugeruje, że wczesny Układ Słoneczny mógł być znacznie bardziej dynamiczny i złożony, niż wcześniej sądzono, co miało daleko idące implikacje dla naszego zrozumienia pochodzenia planet skalistych we wszechświecie.
