A Jupiter valódi óriáscsecsemőként jött világra, lenyűgöző méreteivel és különleges jellemzőivel már a születése pillanatában is kiemelkedett a bolygók közül. | National Geographic

Egy friss kutatás arra a megállapításra jutott, hogy a Naprendszer legnagyobb bolygója, a Jupiter, a keletkezésekor akár kétszer akkora is lehetett, mint amekkora ma. Emellett mágneses mezője is jóval erősebb volt, mint amit jelenleg tapasztalunk.

A Kaliforniai Műszaki Egyetem (Caltech) kutatói között Konstantin Batygin neve sokak számára ismerősen cseng, különösen a kilencedik bolygó felfedezésére irányuló munkássága miatt. Ez a fiatal professzor rendszeresen bátor, ám tudományosan megalapozott elképzelésekkel rukkol elő, amelyek gyakran megosztják véleményét kutatótársai között, ezzel is színesítve a tudományos diskurzust.

A tudás és a szakértelem, amit képvisel, vitathatatlan, azonban érdemes óvatosan kezelni azokat az elméleti megállapításokat, amelyeket megfogalmaz. Ezek az állítások inkább elgondolkodtatóak és vitaindítók, mintsem véglegesen bizonyítottak, amíg más források nem támasztják alá őket. A közelmúltban a Nature Astronomy folyóiratban közzétett kutatásukban Batygin és michigani kollégája, Fred C. Adams a Jupiter múltját vizsgálták, új perspektívát nyújtva e hatalmas gázóriás történetének megértéséhez. Ez a neves folyóirat rendszeresen publikál innovatív és eredeti ötleteket, így a kutatásuk is figyelemreméltó hozzájárulás a tudományos diskurzushoz.

A Naprendszer hajnalán egészen másképp festett, mint ahogyan ma ismerjük. Talán fel tudnánk ismerni az egyes égitesteket, de a látvány olyan lenne, mintha valaki részeg állapotban felborította volna a dolgokat, és az összes elem szétszóródott volna. Ez a korai időszak azonban kulcsfontosságú volt a jelenlegi struktúra kialakulásában. A Jupiter hatalmas tömege és rendkívüli gravitációja miatt gyakran emlegetik őt a Naprendszer "építőmestereként". Így tehát a Jupiter történetének megértése nem csupán őt magát, hanem az egész Naprendszer felépítésének megismerését is elősegíti.

A kutatók a számításaikkal arra jutottak, hogy abban az időben, amikor a szilárd anyagok már kialakultak, és a protoplanetáris korong elkezdett felszívódni, a Jupiter mérete a mainál lényegesen nagyobb volt, és a mágneses mezeje is erősebb lehetett. Ez a 3,8 millió éves, vagyis igen fiatal Naprendszerben zajlott.

A Jupiter két apró holdja, az Amalthea és a Thebe, a múlt titkait rejtik, amelyeket a tudósok most felfedeztek. Ezek a holdak rendkívül közel keringenek a hatalmas bolygóhoz, és pályájuk enyhén megdőlt, ami a Galilei-holdak hatásának köszönhető, amelyek korábban távolabbi orbítákról irányították őket. A kutatók alaposan megvizsgálták ezt a pályaeltérést, és ebből arra a következtetésre jutottak, hogy a Jupiter átmérője valaha elérhette a mai méretének kétszeresét is, így térfogata körülbelül 2000-szer akkora, mint a Földé.

A számítások szerint a Jupiter mágneses tere jelenleg is rendkívül erős, ám a korai fejlődése során akár 50-szer erősebb volt. Ezt a lenyűgöző erőt a bolygó egykori, jóval nagyobb belső szerkezete tette lehetővé. Mivel a Jupiter nem rendelkezik olyan vasmaggal, mint a Föld, amely dinamóként működne, itt más mechanizmusok felelősek a mágneses mező kialakulásáért.

A Jupiter légkörének mélyebb rétegeiben, ahol a nyomás eléri a 150-200 gigapascalt, a hidrogén fémes állapotba kerül. Ennek az az oka, hogy a hatalmas nyomás következtében az atomok közötti távolság csökken, és az elektronok leválnak az atomok körüli pályákról. Ezen a mélységen a konvektív hőáramlások és a mélyben zajló áramlások együttese révén a hidrogén dinámo-effektus formájában generálja a bolygó mágneses terét. Az ősrégi Jupiter időszakában ezek a folyamatok még intenzívebbek voltak, ami azt eredményezte, hogy a bolygó mágneses tere sokkal erősebb volt, mint napjainkban.

A kutatók erre a következtetésre úgy jutottak el, hogy megkerülték a klasszikus bolygókeletkezési modellek gyengeségeinek tekintett feltételezéseit, mint például az akkréció sebessége, a gázok átlátszósága. Ehelyett közvetlenül mérhető adatokra, így a Jupiter holdjainak pályadinamikájára, illetve az óriásbolygó perdületmegmaradására támaszkodtak.

Ezek a megfigyelések egy lenyűgöző pillanatképet tárnak elénk a Jupiter körüli állapotokról, amelyben a Nap keletkezése után hátramaradt por- és gázfelhő, vagyis a szoláris köd eltűnésének időszakát figyelhetjük meg. Ez a szakasz rendkívül jelentős volt a Naprendszer fejlődése szempontjából, hiszen gyakorlatilag ezzel zárult le az égitestek születésének kora, mintegy "lezárva" az alapanyagokat biztosító forrásokat.

Mindezek az eredmények magának a bolygókeletkezésnek is rávilágítanak egy részletére. Az óriásbolygók, mint a Jupiter is, a jelenleg leginkább elfogadott elképzelés szerint úgy jöhettek létre, hogy először egy szilárd, kőzetekből és jégből álló mag keletkezett, majd ez vonzotta magához a gázokat. Batygin és munkatársa eredményei ezt a keletkezési módot támasztják alá, ráadásul teljesen független adatok alapján.

Ez tehát nem új felfedezés, de a hatása olyan, mintha egy eseménynek egyetlen szemtanúja mellé hirtelen egy másik, független tanú is csatlakozna. Ennek eredményeként a Naprendszer keletkezésének folyamata is sokkal pontosabban visszaidézhető.