Ferenc, Olívia2022. december 03., szombat
Tudomány

Miért nem vált a Föld szuperfölddé?

National Geographic Magyarország

Az exobolygó-kutatásokból jól ismert kifejezés a szuperföld, vagyis az a kőzetbolygó, amely a mi otthonunknál nagyobb, de a Neptunusznál kisebb méretű.

A Föld és egy képzeletbeli szuperföld mérete
Forrás: NASA

 

A bolygórendszerek keletkezésének egy különleges állomásához kötik azt, hogy a Föld nem lett a jelenleginél jóval nagyobb bolygó. A Rice Egyetem számolt be a Nature Astronomy szakfolyóiratban közzé tett kutatásról, amelyet André Izidoro asztrofizikusuk vezette nemzetközi csoport jegyzett. „Valami történt a Naprendszerben, ami miatt nem nőtt tovább és nem vált szuperfölddé otthonunk” – mondta a szakember. A szuperföldek az exobolygó-rendszerek közel harmadában megtalálhatóak.

A kutatók szuperszámítógépes szimulációkat végeztek arról, hogy miként született meg a Naprendszer, a szimulációt különféle paraméterekkel, több száz alkalommal futtatták le. Az eredményekben olyan gyűrűk jöttek létre, amilyeneket számos formálódó exobolygó-rendszer felvételén láthatunk már a modern technikának köszönhetően, távoli, fiatal csillagok körül. A kutatók által így létrehozott modell a Naprendszer számos egyedi tulajdonságát kiválóan megmutatta, a bolygópályáktól kezdve a bolygók kémiai összetételéig, a kisbolygóöv vagy épp a Neptunuszon kívüli Kuiper-öv objektumaiig.

Gyűrűk egy exobolygó-rendszerben.
Forrás: Andrea Iselle / Rice University / ALMA

A modell alapján három gyűrűbe rendeződhetett az anyag a Naprendszer születésekor, és ez vezetett el ahhoz, amit ma Naprendszerként ismerünk. A protoplanetáris korong porszemcséi a korai elképzelések szerint egyenletesen sűrűsödve hozták létre a bolygókat, azonban később, számítógépes modellezés során kiderült, hogy az ilyen, egyenletes protoplanetáris korongokból egyáltalán nem jönnek létre bolygók, mert minden poranyag a csillagba hullik.
Ezért valamire szükség van, ami megakadályozza ezt a végzetüket: ehhez tökéletes megoldást jelent, ha a korong nyomásviszonyai egyenetlenek. Az ilyen nyomásbuckák, ahogy Izidoro nevezte, képesek megállítani az anyagokat a csillag felé tartó úton, e nyomásbuckák azok, amelyek miatt gyűrűkbe sűrűsödik a por a csillag körül, és az ennek köszönhetően már bolygókká állhat azután össze.

A nyomásbuckák s velük a nagyobb sűrűségű gyűrűk kialakulása egy egyszerű folyamat terméke: a protoplanetáris korong anyagai a csillaghoz közeledve melegebb helyre kerülnek, ahol az egyes anyagok képesek elpárologni. Amikor a korong anyagából egy-egy, korábban szilárd összetevő így elpárolog, nyomási egyenetlenség keletkezik. A hőmérséklet-különbségek számlájára írható az is, hogy a Naprendszer egyes helyein keringő égitestek összetétele eltérő, ezért vannak kőzetbolygók legbelül, gázóriások középütt, és jégbolygók a külső régiókban.

Az eltérő hőmérséklet eltérő párolgást okoz, ez pedig nyomás-anomáliákat eredményez, amelyek végül a bolygók és más égitestek kialakulásáig juttatják el a protoplanetáris korong porát.
Forrás: Rice University / Rajdeep Dasgupta

A Naprendszer kialakulásakor 3 ilyen gyűrű született, ahol a por összesűrűsödött, ezek egyike, a legbelső az, ahol a Föld is kialakult, annak köszönhetően, hogy a gyűrűben lévő por képes volt bolygócsírákká összeállni. Gyakorlatilag a nyomásbuckák és a belőlük létrejött gyűrűk tekinthetők a bolygók szülőszobáinak: a szimulációk során a porszemcséktől a kicsiny morzsákon át nagyobb égitestekig sikerült követni a végül kész bolygót eredményező fejlődést.
A modell azt is megmagyarázta, hogy miért lettek pont akkorák a bolygók, mint amekkorának ismerjük őket. Míg számtalan bolygókeletkezési modell szerint a Marsnak a jelenlegi méreténél tízszer nagyobbnak kellene lennie, itt most a megfelelő méretűvé vált a szimulációkban.

Izidoro elmondta, hogy akkor vált a modellszámításokban szuperfölddé bolygónk, amikor a Naprendszer 3 gyűrűszerű övezete közül a középső túl későn alakult ki, ugyanis ilyenkor már meglehetősen sok anyag bekerült a Naprendszer belső övezetébe, amelyek azonban a legbelső gyűrűben kialakuló bolygók anyagához adódtak. Hasonló történhet az exobolygók esetében is, így a kutatók szerint a nyomásbuckák létrejöttének ideje is különösen fontos lehet a bolygórendszerek evolúciójában.

Hozzászólások

Egyedülálló videósorozat az ELTE etológusainak mindennapjairól

Egyedülálló videósorozat az ELTE etológusainak mindennapjairól

Az ELTE Etológia Tanszék kutatásai a szakterületükön évtizedek óta a világ élvonalában állnak. Az új, hatrészes videósorozatban a tanszék kutatói bemutatják a viselkedéskutatási módszereket és a nagyobb kutatócsoportokat.

Először szállt le földi űreszköz a Marson

Először szállt le földi űreszköz a Marson

1971. december 2-án a szovjet Marsz-3 űrszonda leszállóegysége sikeresen landolt a Marson, ez volt az első eset, hogy egy másik bolygón emberi eszköz tudott leszállni.

A melegedő sarkvidék miatt délebbre több hó jut majd

A melegedő sarkvidék miatt délebbre több hó jut majd

Eurázsia északi részére a késő őszi-kora téli időszakban több havazás juthat, ahogy a sarkvidék melegszik, és ahogy csökken a tengeri jégborítás.

Fogkő és étrend a mezőgazdálkodás kezdetén

Fogkő és étrend a mezőgazdálkodás kezdetén

Egy olasz kutatócsoport a vadászatról a mezőgazdaságra való áttérés idején élt elődeink fogkő-maradványait vizsgálta meg.

Új ásványokat fedeztek fel egy meteoritban

Új ásványokat fedeztek fel egy meteoritban

2020-ban Szomáliában találtak rá arra a mintegy 15 tonnás vasmeteoritra, amelyben kanadai kutatók legalább két új ásványra bukkantak.

National Geographic 2022. novemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

13 200 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlapNational Geographic 2021. decemberi címlapNational Geographic 2022. januári címlapNational Geographic 2022. februári címlapNational Geographic 2022. márciusi címlapNational Geographic 2022. áprilisi címlapNational Geographic 2022. májusi címlapNational Geographic 2022. júniusi címlapNational Geographic 2022. júliusi címlapNational Geographic 2022. augusztusi címlapNational Geographic 2022. szeptemberi címlapNational Geographic 2022. októberi címlapNational Geographic 2022. novemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket