Solsystemet var kaotisk i sine tidlige år.
I en tåge af astronomisk støv hvirvlede asteroider rundt og voksede sig større for hver kollision, der fandt sted.
Midt i det hele fløj kæmpen Jupiter og fortærede de astronomiske legemer, der var uheldige nok til at komme for tæt på.
Det er i hvert fald billedet, der bliver tegnet op i et netop udgivet studie.
Jupiter består primært af gasser, men i sit indre gemmer den store mængder tunge stoffer. I lang tid har astronomer diskuteret, hvordan disse tunge stoffer, også omtalt som ‘metaller’, endte inde i planeten:
Kom det, fordi Jupiter opsamlede støv og småsten?
Eller var det, fordi planeten kolliderede med andre unge planeter, mens Solsystemet stadig var i gang med at tage form?
Nu mener forskerne bag et nyt studie, at de har fundet svaret: Jupiter kannibaliserede i sine unge dage andre unge planeter.
Ifølge en dansk forsker kan det muligvis være med til at forklare, hvorfor vores solsystem er så mærkeligt indrettet. Det kommer vi tilbage til.
\ Hvad betyder ‘metaller’ i astronomi egentlig?
En vigtig detalje er, at i astronomi bliver alle grundstoffer, der er tungere end helium, referet til som ‘metaller’.
Derfor er der ikke nødvendigvis tale om jern eller guld. Men blot om andre stoffer end hydrogen eller helium.
Observationer af tyngdefeltet
Studiet er udført ud fra data fra Jupiter-satellitten Juno.
Juno er et NASA-rumfartøj, der først nåede Jupiter i 2016, og som de seneste år blandt andet har forkælet os med billeder af Jupiters vanvittige storme og smukke marmorkugle-lignende overflade.
Sonden har på den måde gjort os en hel del klogere på en store planet.
I det nye studie var det dog nødvendigt at dykke dybere ned, end billederne kunne vise.
For at blive klogere på Jupiters indre sammensætning studerede forskerne det eneste observerbare, der penetrerer hele planetens krop: Dens tyngdefeltet.
Radiobølger sendes frem og tilbage mellem Jorden og Juno, og det udnyttede forskerne: Ved at se hvordan frekvensen af et signal fra Juno blev forvrænget under satellittens ture rundt om gaskæmpen, kunne forskerne vurdere, hvordan de tunge grundstoffer var fordelt i gaskæmpens indre.
Større metalkoncentrationer mod midten
Ud fra dette kunne forskerne konkludere, at planeten rummer tunge stoffer, der svarer til mellem 11 og 30 gange Jordens masse.
Men hvad måske vigtigere var, afslørede analysen, hvordan disse metaller er fordelt i planetens indre.
Forskerne fandt, at de tunge stoffer var spredt ud i dens krop, hvor koncentrationen af metallerne blev større, desto længere ind mod planetens center, man kom.
En sammensætning, der ifølge forskerne kun kan lade sig gøre, hvis Jupiter i sine unge år har spist mindre planeter.
Årsagen er, at når en babyplanet bliver stor nok, begynder den at skubbe småsten væk.
Men selv efter at have fået denne størrelse er den unge Jupiter blevet ved med at hive tunge stoffer til sig, konkluderer forskerne i studiet.
Altså må større legemer, som andre babyplaneter, have spillet en rolle, står der i en pressemeddelelse om studiet.
Fortolkning rammer ved siden af
Andre astronomer har dog endnu ikke helt tilsluttet sig forskernes selvsikre konklusioner.
En af dem er Anders Johansen, der er professor i astronomi på Globe Institute ved Københavns Universitet.
»Dataen er god, men fortolkningen rammer ved siden af,« lyder hans vurdering.
Ifølge Anders Johansens egen forskning er det usandsynligt, at Jupiter skulle have opnået sin masse gennem kollisioner med asteroider alene.
»Vi har lavet modeller og computersimuleringer, hvor vi har kigget på, hvor mange asteroider, Jupiter skulle indfange for at få den sammensætning, den har. Og sandsynligheden for, at det skulle være forklaringen, er meget lav,« siger professoren til Videnskab.dk.
Derfor mener han også, det er for hurtigt, at forskerne udelukker småstensteorien og støtter modellen med planetesimaler. Altså hvor planeter vokser sig store ved, at de optager meget unge og små planeter.
»Studiet viser bare, at vi skal have bedre modeller for skabelsen af de her gasplaneter,« siger han til Videnskab.dk.
Image processing by Thomas Thomopoulos © CC BY )
Studiet understøtter anden teori
Udover at gøre os klogere på planeten selv kan studiet også give os viden om det tidlige Solsystem.
Det fortæller John Leif Jørgensen, der er professor på DTU Space.
»Hvis vi kigger på, hvordan Solsystemet ifølge vores modeller burde se ud, og hvordan det reelt ser ud, så passer det overhovedet ikke sammen,« siger professoren, som i øvrigt har været meget involveret i Juno-satellitten fra dens fødsel for snart tyve år siden til i dag.
For at komme denne uoverensstemmelse i møde, er der en foreslået teori, der hedder ‘The Grand Tack’:
Teorien går ud på, at Jupiter blev formet ved 3,5 AU. AU står for Astronomical Units og henviser til planetens afstand til Solen. En AU svarer til 150 millioner kilometer.
Derefter ‘migrerede’ planeten til et kredsløb ved 1,5 AU, men blev trukket ud igen af Saturns tyngdekraft for til sidst at ende i sin nuværende bane ved 5,2 AU.
»Hvis den her model, som forskerne bag studiet har peget på som den mest sandsynlige, skal holde stik, skal Jupiter have været i kontakt med flere asteroider, end der har været i dens nuværende bane,« fortæller John Leif Jørgensen.
»Derfor peger det her studie på, at Jupiter har bevæget sig uden for den bane, den er i i dag. Dermed understøtter det på en måde The Grand Tack-teorien,« slutter professoren.
