Solens dolda byggarbetsplats

Tänk dig solsystemet för 4,6 miljarder år sedan. En ung sol omgiven av en virvlande skiva av gas och stoft. Små partiklar krockar, fastnar och växer. Så småningom blir de till planeter och asteroider.

Men det var inte så enkelt som det låter.

Ett pussel utan lösning

Forskarna visste att planeterna bildades ur den här skivan. Däremot förstod de inte hur olika sorters steniga kroppar kunde uppstå i olika delar av systemet. Vissa områden var varma, andra kalla. Vissa hade mycket material, andra lite.

Ett forskarteam vid Max Planck-institutet i Tyskland bestämde sig för att ta reda på svaret. Deras slutsats är överraskande: precis utanför Jupiters bana låg en slags planetfabrik som var igång i flera miljoner år.

Jupiter som dammsugare

När Jupiter växte svepte den upp gas och stoft runt sin egen bana. Det skapade ett glapp. Men precis utanför den här kanten ökade trycket i den kvarvarande gasen. Stoft och småsten fastnade där, som skräp som fastnar bakom en damm.

Resultatet blev perfekta förutsättningar för att bygga planetesimaler – de små byggstenarna till planeter.

Datorer som tidsmaskiner

Forskarna körde avancerade simuleringar. De följde partiklar från mikrometerstora dammpartiklar till stora klumpar. Vissa var ömtåliga och lätta, andra hårda och formade närmare solen.

Simuleringarna visade något oväntat. Under ungefär två miljoner år bildades flera generationer av planetesimaler i det här området. Varje generation skiljde sig från den föregående.

De första 500 000 åren försvann det ömtåliga materialet snabbt. Sedan byggdes det upp igen. Jupiters gravitation stoppade de större partiklarna mer effektivt än de små. Balansen mellan olika material förändrades hela tiden.

Två olika populationer uppstod till slut.

Meteoriterna ger svaret

Beviset kom från meteoriter. Särskilt en typ kallad kolhaltiga kondriter. De bildades bortom Jupiter ungefär samtidigt som simuleringarna visade. Vissa är ömtåliga och finkorniga, andra är hårdare med tydliga bitar inuti.

Simuleringarna gav exakt samma två typer, i samma proportioner och av samma orsaker.

Thorsten Kleine, chef för institutet, säger att det är första gången forskarna lyckats återskapa meteoriternas egenskaper med hjälp av datormodeller.

Varför det spelar roll

Det här visar att solsystemet inte var ett kaos utan ett system med tydliga mekanismer. En enda ringformad zon utanför Jupiter räckte för att skapa mångfald bland de tidiga byggstenarna.

Samma mekanismer kan förklara hur planeter bildas runt andra stjärnor. Och det ger oss en bättre bild av hur vår egen planet en gång kom till.

Källa: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103526000455