Analiza danych zebranych na temat meteorytów wskazuje na to, że proces wzrostu Jowisza trwał około dwa miliony lat. W tym czasie w gazowego giganta uderzały planetozymale, czyli zalążki planet. Wyzwalało to ciepło, które zapobiegało gwałtownemu ochładzaniu i kurczeniu się.

Obecnie masa Jowisza równa jest 300 masom Ziemi, a jego średnica na równiku wynosi 143 tysiące kilometrów. Nad szczegółami ewolucji tej planety dyskutowano przez dziesięciolecia, do momentu pokazania przez szwajcarscy naukowców, jej fazowego rozrostu.

Na zarodek planety gwałtownie opadały małe cząstki o rozmiarach liczonych w centymetrach. Po około milionie lat powstało jądro. Na przestrzeni następnych dwóch milionów lat tępo wzrostu zwalniało. Ciało miało wtedy wielkość rzędu kilometrów. Taki planetozymal uderzał w Jowisza wyzwalając wielkie ilości ciepła. Na początku zarodki planet przynosiły masę. W następnej fazie przynoszona przez nie masa straciła na wartości. Znaczenia nabrała natomiast energia przez nie przynoszona.

Zdjęcie Jowisza wykonane przez sondę Juno.

Najnowsze precyzyjne pomiary izotopów w meteorytach stały się dowodami na istnienie dwóch rodzajów małych ciał we wczesnym Układzie Słonecznym. Te zbiory zostały oddzielone, gdy Układ Słoneczny zaczął się tworzyć. Powodem tego rozdzielenia jest prawdopodobnie znaczny wzrost Jowisza.

Standardowy model formacji gazowego giganta bazuje na opadaniu stałej materii na zalążek planety. Tą stałą materią były głównie niewielkie ciała rzędu centymetrów, a także większe planetozymale. Dokładny rozmiar tych ciał nie jest jeszcze znany. W tej koncepcji Jowisz osiągnął masę 20 M w przeciągu około miliona lat. Następne dwa miliony lat powoli wzrastał do masy 50 M. Jest to dosyć nieoczywiste, gdyż planeta o tak dużej masie powinna spowodować szybką, niekontrolowaną akrecję gazu.

Wzrost Jowisza miał więc dwie wyraźnie oddzielone od siebie fazy. Najpierw miało miejsce gwałtowne opadanie małych odłamków materii, które stworzyły jego jądro. Następnie znacznie wolniejsza akrecja planetozymali dostarczyła wielkie ilości energii niezbędnej do spowolnienia niekontrolowanej akrecji gazu i pyłu. Na koniec nastąpiło owe gwałtowne opadanie drobnej materii na planetę. Dane zebrane z meteorytów pokrywają się ze skalą czasową uzyskaną z modelu formacji Jowisza.

Naukowcy twierdzą, że wyniki tych badań mogą przynieść wskazówki na temat powstawania Urana, Neptuna i pozasłonecznych gazowych gigantów, zbliżonych masą do Jowisza.

Autor

Maria Puciata-Mroczynska