Các nhà khoa học xác định nhà máy của các hành tinh ngoài Sao Mộc trong Hệ Mặt trời sơ khai

Một vùng vành đai có áp suất khí cao nằm ngoài quỹ đạo của Sao Mộc đóng vai trò là vườn ươm hiệu quả cho các vi thể hành tinh. Quá trình này kéo dài hàng triệu năm và tạo ra các vật liệu có thành phần khác nhau. Các nhà nghiên cứu tại Viện Nghiên cứu Hệ Mặt trời Max Planck đã xây dựng lại kịch bản bằng các mô phỏng máy tính tiên tiến. Kết quả được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn.

Phát hiện này kết nối bằng chứng về việc thiên thạch đến Trái đất với động lực của đĩa tiền hành tinh sơ khai. Sao Mộc đã dọn sạch phần lớn vật chất xung quanh nó ngay sau khi Hệ Mặt trời ra đời. Điều này để lại một vùng áp suất cao ngay sau đó, nơi bụi và sỏi tích tụ.

Bẫy bụi đã tập trung các hạt trong hàng triệu năm

Khoảng hai đến bốn triệu năm sau khi Hệ Mặt trời bắt đầu hình thành, Sao Mộc đã mở ra một khoảng trống trong đĩa khí và bụi. Áp suất cao hơn ở khu vực ngay bên ngoài tạo điều kiện cho sự tích tụ vật chất. Các hạt nhỏ va chạm và phát triển thành các cấu trúc lớn hơn.

Các loại vi thể hành tinh khác nhau xuất hiện ở cùng một nơi nhưng vào những thời điểm khác nhau. Một số được làm bằng vật liệu mỏng manh, dễ vỡ. Những người khác kết hợp nhiều tạp chất kháng hơn. Các mô phỏng tái tạo các điều kiện giải thích các biến thể quan sát được trong các thiên thạch chứa cacbon.

• Các hạt cứng và dễ vỡ tương tác theo những cách khác nhau theo thời gian
• Khoảng trống do Sao Mộc mở ra đóng vai trò như một bộ lọc có chọn lọc
• Sự tích tụ bụi cho phép cơ thể phát triển dần dần
• Những thay đổi về mật độ khí đã làm thay đổi các quá trình chiếm ưu thế
• Quá trình bay hơi quang tiếp theo làm giảm thêm vật liệu có sẵn

Môi trường cho phép đào tạo liên tục trong một khu vực duy nhất. Điều này mâu thuẫn với quan điểm cho rằng mỗi loại vật liệu đều đến từ những vùng hoàn toàn riêng biệt.

Các thiên thạch cacbonat đóng vai trò như một bản ghi vật lý về sự hình thành

Các thiên thạch cacbon giàu cacbon đến Trái đất và bảo tồn các đặc điểm của Hệ Mặt trời cổ đại. Các phân tích trong phòng thí nghiệm chia các vật liệu này thành các nhóm có độ tuổi và thành phần khác nhau. Một số thì mong manh và dễ vỡ. Những loại khác có các tạp chất cứng hơn trong một ma trận mỏng.

Nhóm nghiên cứu đã mô hình hóa hành vi của các hạt cứng và dễ vỡ ở các quy mô khác nhau. Va chạm, trôi hướng tâm và tích lũy đã được theo dõi trong các mô phỏng. Các kết quả phù hợp với dữ liệu thiên thạch. Điều này củng cố rằng nhiều vật thể trong số này có nguồn gốc từ cùng một bẫy bụi ngoài Sao Mộc.

Leia Tambem

Apple ra mắt iPhone 17 Air dày 5,5 mm và giao diện Liquid Glass chưa từng có

Apple giới thiệu điện thoại thông minh iPhone 17 Air mới với độ dày kỷ lục 5,5 mm và hệ thống khóa

Apple thiết kế iPhone 17 Air với màn hình kính lỏng và cấu trúc siêu mỏng 5,5mm

Nerea Gurrutxaga, một nghiên cứu sinh tiến sĩ tại viện và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu, đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc mô phỏng các tương tác ở nhiều quy mô. Thorsten Kleine, giám đốc MPS và nhà hóa học vũ trụ, đã ví thiên thạch như một hòn đá thử nghiệm để kiểm tra các lý thuyết về sự hình thành hành tinh.

Sao Mộc ảnh hưởng có chọn lọc đến dòng chảy của vật liệu

Hành tinh khổng lồ đóng vai trò như một rào cản. Các hạt lớn hơn phải đối mặt với lực cản lớn hơn để vượt qua khoảng cách. Các hạt nhỏ hơn có thể trôi dạt dễ dàng hơn. Theo thời gian, điều này đã tạo ra các thế hệ vi thể hành tinh liên tiếp với thành phần riêng biệt.

Áp suất cao trong bẫy bụi cho phép quá trình này tiếp tục trong thời gian dài. Ngay cả với những thay đổi trong đĩa, khu vực này vẫn duy trì những điều kiện thuận lợi. Các mô phỏng chỉ ra rằng bẫy bụi là địa điểm ưa thích cho sự ra đời của các vi thể hành tinh trong Hệ Mặt trời.

Joanna Drążkowska, người đứng đầu Nhóm Hình thành Hành tinh Lise Meitner, cho biết khu vực ngay bên ngoài quỹ đạo của Sao Mộc cung cấp những điều kiện tuyệt vời cho việc này. Nghiên cứu mở đường để hiểu rõ hơn về cấu trúc cuối cùng của các hành tinh.

Ý nghĩa cho sự hiểu biết về sự hình thành hành tinh

Công trình kết nối các quan sát trong phòng thí nghiệm với các mô hình quy mô lớn. Nó cho thấy sự hình thành không đồng đều trên đĩa. Các vùng cụ thể với các điều kiện khác nhau theo thời gian tập trung vật liệu cần thiết.

Các nhà nghiên cứu có kế hoạch cải tiến hơn nữa các mô phỏng. Các phân tích mới về thiên thạch và quan sát các đĩa xung quanh các ngôi sao khác có thể cung cấp thêm chi tiết. Nghiên cứu củng cố vai trò trung tâm của các cấu trúc như bẫy bụi trong việc xây dựng thế giới.