Kvantová analýza napovídá, proč se vnitřní a vnější planety naší soustavy liší
19.10.2021, Jan Vítek, aktualita
Planety ve Sluneční soustavě můžeme rozdělit mezi menší objekty s pevným povrchem, které se nachází ve vnitřní části a na velké objekty spadající mezi plynné obry, které najdeme zase dále od Slunce. Proč tomu tak je?
Selský rozum by napovídal, že při vzniku planet uvnitř Sluneční soustavy mohlo být v jejím středu logicky méně materiálu s jiným složením než ve vnějších částech, čemuž tak odpovídá i velikost a celková podoba výsledných planet, ale to je velice jednoduché uvažování, které nebere v potaz celou řadu dalších proměnných, jako je celkový vývoj planet, jejich migrace, prvotní podoba disku s materiálem, který zbyl po utvoření Slunce a především pak všemožné náhody, které utvářely dnešní podobu naší soustavy.
Je zřejmé, že planety se začaly utvářet právě v disku materiálu (prach a plyn) rotujícího kolem mladého Slunce, ovšem jedna ze záhad, které zbývá vyřešit, je důvod, proč se tak výrazně liší složení vnitřních a vnějších planet a další, která se vztahuje k našemu tématu, je izotopická nekompatibilita či dichotomie mezi dvěma hlavními typy meteoritů dopadajících na Zemi.
Analýza podpořená americkou NASA, která se opírá o studium prastarých prachových částeček, nám říká, že tu jde o vliv tzv. sněžné čáry, čili pomyslné hranice nacházející se mezi oběžnými drahami Marsu a Jupiteru (někde mezi 2 a 4 AU). Ta odděluje oblast soustavy chudou na těkavé látky včetně ledu od oblasti, kde na ně naopak narazíme běžně. Pochopitelně pak jde o vliv síly sluneční energie, která s rostoucí vzdáleností slábne.
Oblast sněžné čáry mimochodem zasahuje do Hlavního pásu planetek, z nějž by bývala mohla vzniknout planeta, ovšem to se nikdy nestalo nejspíše proto, že tento proces svou gravitací narušuje právě Jupiter. A právě tato oblast plná asteroidů představuje jakousi "zemi nikoho" mezi dvěma výrazně odlišnými oblastmi Slunečního systému.
Jupiter má ovšem velký vliv i na Hlavní pás planetek, v němž svou dráhovou rezonancí vytváří gravitačně nestabilní místa, z nichž jsou objekty dříve či později vyklizeny, takže se tu tvoří hluchá místa, kde nenajdeme nic.
Nová studie se týká konkrétně částeček prachu z uhlíkatých chondritů, což je například i známý asteroid Bennu. Pomocí mikroskopu SQUID (Superconducting QUantum Interference Device) byla sledována osa spinu jejich elektronů, která dokáže odhalit, jaké magnetické pole tyto prachové částečky kdysi měly.
Výsledek je, že vzdálené chondrity měly výrazně silnější magnetické pole než blízké neuhlíkaté meteority studované již dříve, a to asi dvojnásobně. To napovídá, že ve vnější části mladé Sluneční soustavy se soustředil větší objem hmoty, která se slučovala rychleji než uvnitř soustavy, ostatně i v případě planet se dá ze síly magnetického pole vyvodit, jak rychle rostly pomocí přitahování nového materiálu.
Čili jde o důkaz toho, že za sněžnou čárou opravdu bylo k dispozici více materiálu než před ní, přičemž Hlavní pás planetek mohl posloužit do jisté míry i jako fyzická překážka, která bránila interakci mezi dvěma hlavními oblastmi soustavy. Hlavní autor studie Cauê Borlina z MIT tak mluví o důkazu, že planety se v našem systému formovaly ve specifických oblastech a příliš nemigrovaly.