Ennen kuin Maa ja Aurinkokunnan muut planeetat muodostuivat, Auringon ympärillä oli kaiken todennäköisyyden mukaan valtavat pölyrenkaat, joiden kaltaiset tunnetaan Saturnus-planeetasta. Tämän osoittavat tulokset uudesta yhdysvaltalaisesta tutkimushankkeesta, joka on toteutettu Rice-yliopistossa Houstonissa Texasissa.
Tutkijoiden mukaan on renkaiden ansiota, että Maa ylipäätään on olemassa ja että Maasta ei ole tullut niin sanottu supermaa – suuri ja raskas kiviplaneetta, joka on noin kaksi kertaa Maan kokoinen ja jonka massa on noin 10 kertaa niin suuri kuin Maan.
Linnunradassa noin 30 prosentilla Aurinkoa muistuttavista tähdistä on kiertoradallaan supermaita. Juuri tämä tosiasia oli tutkimushankkeen perusta.
Tutkijat halusivat selvittää, miksi Aurinkokunnassa ei ole supermaita, kun tiedetään, että niitä esiintyy laajalti Aurinkokunnan ulkopuolella.
Tietokonesimulaatio antoi vastauksen
Ratkaistakseen supermaa-paradoksin Rice-yliopiston tutkijat laativat tietokonesimulaation tapahtumasta, jonka uskotaan muodostaneen Aurinkokuntamme noin 4,6 miljardia vuotta sitten.
Tuolloin valtava solar nebula -nimellä tunnettu pölypilvi luhistui ja käynnisti Aurinkokuntamme Auringon ja planeettojen muodostumisen.
Simulaatio osoitti todennäköiseksi sen, että luhistumisen seurauksena Auringon ympärille syntyi kolme erillistä kaasusta ja pölystä koostuvaa korkeapainealuetta, joista lopulta muodostuivat nykyiset planeetat.
Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array- eli ALMA-teleskoopilla otettu kuva, jossa näkyvät HD163296:ta ympäröivät renkaat.
Korkeapainealueet syntyivät, kun nuoren Auringon voimakas painovoimakenttä imi nopeasti pölyä ja hiukkasia itseensä ja kuumensi niitä.
Auringon lämmössä pölystä ja hiukkasista vapautui suuria määriä kaasuja ja höyryjä, jotka asettuivat renkaiksi Auringon ympärille. Sisin rengas koostui höyrystyneistä silikaateista, seuraava jäästä höyrystyneestä vedestä ja uloin hiilimonoksidista.
Renkaat toimivat esteenä, jonka läpi pöly ja hiukkaset eivät päässeet.
Renkaista tuli planeettatehtaita
Simulaation mukaan sisimmän renkaan vangitsema aines ruokki neljän sisäplaneetan – Merkuriuksen, Venuksen, Maan ja Marsin – kasautumista, kun taas keskimmäinen rengas loi Jupiterin, Saturnuksen, Uranuksen ja Neptunuksen. Uloimmasta muodostui Kuiperin vyöhyke monine komeettoineen ja asteroideineen.
Tapahtumien kulku perustuu siihen, että pölyhiukkasten lämpötila laski ajan mittaan. Tietyssä pisteessä se oli niin alhainen, että planetesimaaleja alkoi muodostua kiihtyvään tahtiin. Planetesimaalit olivat pölyhiukkasista koostuvia pikkuplaneettojen kokoisia kappaleita, jotka toisiinsa törmäillessään muodostivat vähitellen Aurinkokunnan planeetat.
Tutkijat arvioivat, että ilman korkeapainealueita Aurinko olisi suhteellisen nopeasti imenyt hiukkaset ja sulauttanut ne itseensä. Se olisi estänyt koko Maan syntymisen.