Jupiter är solsystemets kung. Den största av alla planeter med en massa mer än dubbelt så stor som alla andra planeter tillsammans. Den snurrar snabbast, har flest månar och ett magnetfält starkare än något annat i vårt planetära grannskap. Men enligt ny forskning har gasplaneten en gång i tiden varit ännu mer imponerande. Faktum är att Jupiter en gång var upp till två och en halv gånger så stor som idag.
En svullen jätte i solsystemets barndom
I en ny studie, ledd av planetforskaren Konstantin Batygin från Caltech och Fred Adams vid University of Michigan, har forskarna lyckats blicka tillbaka på Jupiters allra första tid. Genom att analysera banorna hos de små, inre månarna Amalthea och Thebe, som kretsar väldigt nära planeten, kunde de återskapa planetens tidiga utveckling. Lutningen i månarnas banor visade sig innehålla viktiga ledtrådar till hur Jupiter såg ut i sin ungdom. När månar rör sig i banor som inte är helt i linje med planetens ekvator, kan det bero på förändringar i planetens storlek, massa eller rotation tidigare i dess historia. Genom att analysera dessa små avvikelser kunde forskarna rekonstruera hur snabbt Jupiter snurrade och hur stor den varit i sitt tidiga stadium.
Bara 3,8 miljoner år efter att de första fasta partiklarna bildats i solsystemet, uppskattas Jupiter ha haft en volym motsvarande det dubbla, eller mer, av sin nuvarande storlek. Samtidigt var dess magnetfält upp till 50 gånger starkare än idag. Det är ett tydligt tecken på att planeten befann sig i en intensiv tillväxtfas, då den drog till sig enorma mängder gas från sin omgivning.
Från växande planet till stabiliserande kraft
Resultaten stödjer teorin om så kallad "kärnackretion" (engelska: core accretion), där planeter först växer från stoft och stenpartiklar, som långsamt bildar en massiv kärna. Denna process börjar med mikroskopiska dammkorn som krockar och klumpar ihop sig. Med tiden bildas större och större kroppar tills en planetesimal formas. När denna kärna växer sig tillräckligt stor, ungefär tio gånger jordens massa, har den tillräcklig gravitation för att dra till sig gas från den omgivande rymden och snabbt utvecklas till en gasjätte.
Jupiter var aldrig nära att bli en stjärna, för att uppnå fusion i sin kärna hade den behövt vara minst 85 gånger mer massiv. Men dess påverkan på solsystemet kan ändå inte överskattas. Den formade banorna för många andra objekt, skyddade de inre planeterna från kometer och asteroider, och var på så vis med och skapade stabila förutsättningar för liv på jorden.
En planet som krymper – långsamt
När den gas som omgav Jupiter, det vill säga det kvarvarande materialet från solens födelse, till slut försvann eller tunnades ut, kunde planeten inte längre samla på sig mer gas. Därmed avslutades tillväxtfasen och Jupiter började istället sakta dra ihop sig under sin egen gravitation. Detta sker än idag och i takt med att temperaturen och trycket i dess inre minskar, drar sig planeten samman och snurrar allt snabbare. Trots sin tidigare uppblåsta volym är Jupiter alltså inte bara mindre idag. Den är också mer kompakt.
Den nya forskningen fungerar som en slags arkeologisk kompass. Genom att förstå hur Jupiter utvecklades får vi också en bättre bild av hur hela solsystemet tog form. Från stoft och gas till en plats där liv kunde uppstå.
