Szerző: Joó György Antal
A tudósok különféle számítógépes szimulációkból, új adatokból és kutatásokból néhány meglepő új felfedezésre jutottak a Naprendszerünk óriásbolygóival kapcsolatban. Feltételezések szerint ezek az óriások eredetileg nem ott voltak, ahol most vannak.
Egy nemzetközi kutatócsoport újra analizálta azokat az adatokat, amelyeket a Galileo űrszonda küldött. A Nature című tudományos hetilapban megjelent írásuk szerint a Jupiter kétszer-háromszor több argont, kriptont és xenont tartalmaz, mint amennyit abban az esetben, ha kizárólag abból a gázból keletkezett, ami a Napunk születése után visszamaradt. Ráadásul háromszor több nitrogént tartalmaz annál, mint amennyi a jelenlegi Naprendszer keletkezési elméletek szerint lehetne benne.
A Jupiter jelenleg körülbelül öt Nap–Föld távolságra kering a Naptól, és ez a pálya túl „meleg” ahhoz, hogy ezeket a gázokat ilyen mennyiségben felhalmozza.
A jelenlegi álláspont szerint a Jupiter a szoláris ősködből keletkezett, vagyis a Nap létrejötte után hátramaradt gázok és por keverékéből. Az elméletek szerint fagyott gázcsomók, úgynevezett bolygócsírák sorozatos ütközéseivel és összetapadásaival alakult ki. A legtöbb ilyen bolygócsíra – amelyek maradékai az üstökösmagok – valahol az Uránusz és a Neptunusz pályáján túl keletkezhetett, körülbelül 20–30 CsE-re a Naptól. De még ekkora távolságban is, e jeges kis „világocskáknak” túl nagy lehetett a hőmérséklete ahhoz, hogy foglyul ejtsék a nemesgázokat és a nitrogént jég formájában.
De vajon akkor honnan kerültek ezek a gázok a Jupiterbe? Egyesek szerint ezeket a gázokat olyan kis jeges testek szállították a Jupiterig, amelyek a Kuiper-övben keringtek, mintegy 40 CsE-re a Naptól. Ezzel az elmélettel azonban az a gond, hogy ha ezek a kis testek valami oknál fogva le is tértek volna pályájukról, és a Kuiper-övből a Jupiter felé vették volna az irányt, akkor a melegebb viszonyok miatt a nemesgázokat és a nitrogén nagy részét elvesztették volna a Jupiter elérése előtt.
A csillagászok tehát rájöttek, hogy a nemesgázarányokra vonatkozó felfedezés a Jupiterben, megváltoztathatja az eddigi elképzeléseket a Jupiter, sőt az összes óriásbolygó keletkezésének körülményeit illetően.
A Galileo adatai és az új felfedezések más rendszerek bolygóiról – amelyek sokkal nagyobbak és sokkal közelebb vannak csillagukhoz, mint a Jupiter – felvetették azt a lehetőséget, hogy a gázóriások jelentős helyzetváltoztatásra képesek saját naprendszerükön belül. A Jupiter, amennyiben kívülről vándorolt mai helyére, nagyon messziről kellett érkezzen: 40–50 CsE távolságból. A Kuiper-övnek azonban korábban sem lehetett akkora tömege, hogy egy Jupiter-méretű bolygó keletkezzen benne, és nemesgázokat sem tartalmaz olyan mennyiségben, ahogyan az a Jupiterben tapasztalható. Ez a furcsaság vette rá a tudósokat, hogy jobban megvizsgálják a Jupiter és a másik három óriásbolygó, a Szaturnusz, az Uránusz és a Neptunusz keletkezésének körülményeit. A kanadai Kingstone-i Egyetem kutatói szerint a Naprendszer óriásbolygói a korai Napot körülvevő gáz- és porfelhő egy keskeny régiójában keletkeztek, majd heves és kaotikus szétszóródás következtében kerültek mai pályájukra. Lehetséges, hogy a Jupiternek, a Naprendszer legnagyobb bolygójának keletkezése váltotta ki a többi óriás születését. Ily módon a Jupiter volt a Naprendszer „bábája”.
A Naprendszer négy nagybolygóját két gázóriásra (a Jupiter és a Szaturnusz) és két jeges óriásra (az Uránusz és a Neptunusz) osztják. Előbbieknek viszonylag kisméretű sziklás magja és hatalmas hidrogénhélium atmoszférája van, míg utóbbiaknak magját jeges köpeny borítja és csak kisebb légkörrel rendelkeznek.
A tudósok számára mindig is rejtély volt a két jeges óriás helyzete, hiszen a mai modellekből kiindulva jelenlegi pályájukon tovább tartott volna a létrejöttük, mint Naprendszer teljes életkora. Így hát a Kingstone kutatói szerint a négy óriás sziklás magként kezdte a Jupiter és a Szaturnusz közötti régióban, majd a Neptunusz és az Uránusz holdjait kilökte a két másik bolygó gravitációja. A szimulációk szerint a kilökődött planéták eléggé kaotikus pályákon mozogtak néhány százezer évig, majd fokozatosan vándoroltak a mostani, megközelítőleg kör alakú pályájukra.
A tudósok most szeretnék megvizsgálni a másik három óriásbolygót, és persze a Jupitert is, mert nem lehet egy bolygó fizikáját és kémiáját egyetlen légköri szonda adataiból levezetni, de mindenképpen tovább kell folytatni a vizsgálatokat, hiszen jelenlegi tudásunk – amely szerint az óriásbolygók a jelenlegi távolságukban alakultak ki – meginogni látszik.
Az Uránusz és a Neptunusz kifelé sodródott a Naptól, a Jupiter pedig talán kívülről vándorolt be a mostani helyére. Van még egy tény, amely azt erősíti, hogy a Jupiter a Naprendszer külső területéről érkezett, ez maga a Jupiter belső szerkezete. Ugyanis ha kívülről befelé haladva vizsgáljuk a bolygó szerkezetét, akkor láthatjuk, hogy befelé egyre alacsonyabb a hőmérséklet, ezt a hidrogén halmazállapot-változásai jelzik. A hidrogén olvadáspontja (–259,2 ºC) és forráspontja (–252,7 ºC) a Naprendszer ezen a részén a hőmérséklet(-180 ºC) a gázhalmazállapotú hidrogén kialakulásának felel meg. hõmérsékleti övezetben nem alakulhatott ki. ÓriásbolygóAz Uránusz a Miranda és az Oberon holdjaival Miranda Oberon
A Naprendszerből kifele haladva észlelhetjük, hogy a bolygók hidrogénjég alkotta köpenye egyre vastagabb, és a légkör pedig egyre vékonyabb. A Plútó övezetében már olyan alacsony a hőmérséklet, hogy a hidrogén már fagyott halmazállapotban található.
Jupiterhez hasonlóan a Szaturnuszon is hasonló körülményeket figyelhetünk meg. Azok alapján, amiket elmondtunk, nem valószínűsíthető, hogy a Naprendszernek ebben térségében alakult ki a Jupiter és a Szaturnusz, mert a hőmérséklet a –252,7 ºC-nál magasabb, ezért a hidrogén gázhalmazállapotot vesz fel. A Jupiter esetében 25 000 kilométer vastag cseppfolyós és szilárd halmazállapotú hidrogénköpeny ebben a hõmérsékleti övezetben nem alakulhatott ki.