Grand Tack

Grand Tack on tähtitieteen teoria, jonka mukaan Jupiter vaelsi aurinkokunnan synnyn aikoina Marsin radan lähelle ja takaisin vaikuttaen Aurinkokunnan kehitykseen. Jupiter olisi syntynyt 3,5 AU:n päässä Auringosta ja alkanut vaeltaa migraatioteorian mukaisesti kohti Aurinkoa. Grand Tack saattaa selittää mm. harvahkon pikkuplaneettavyöhykkeen, Maan veden ja Marsin pienen massan. Teoria saattaa selittää senkin, ettei Auringolle syntynyt supermaita. Sisäplaneettojen syntymiseen tarvittava kiekko supistui 1 AU:n säteiseksi. Niinpä suurta Marsia ei syntynyt.
Joissain toisissa aurinkokunnissa ehkä vaellusta ei tapahtunut, tai jättiläisplaneetat vaelsivat aivan keskustähtensä lähelle kaasun vetovoimavaikutuksen takia. Mutta aurinkokunnassamme Saturnus pysäytti Jupiterin vaelluksen Aurinkokunnan sisäosiin sopivalla rataresonanssilla. Niinpä aurinkokuntaamme syntyivät sopivat kokoiset sisäplaneetat sopivilla radoille, ja oikean kokoinen asteroidivyöhyke, ja Maalle sopiva määrä vettä.
Hypoteesin nimi tulee purjehduksesta: englannin kielen sana tack tarkoittaa luovimista.

Nizzan malli

Nizzan malli on ajatus, jonka mukaan Uranus ja Neptunus vaelsivat ulospäin synnyttyään. Teoria selittää Kuiperin vyöhykkeen pikkuplaneetat ja Pluton Neptunuksen rataa risteävän radan.

Grand Tack -teoria

Myöhemmin vuonna 2011 Nizzan mallia on täydennetty ”Grand Tack” -ajatuksella, jonka mukaan Jupiter ja Saturnus vaelsivat ensin sisäänpäin, sitten ulospäin eri migraatiomekanismeilla. Tämän teorian mukaan kaasujätit syntyivät ennen kiviplaneettoja, joiden paikalla oli kaasujättien synnyn aikoihin asteroidin kokoisia planetesimaaleja. Jupiter syntyi alkujaan noin 3,3 AU etäisyydellä Auringosta, Saturnus 4,3, Neptunus 6 AU ja Uranus 8 AU etäisyydellä. Keveämpi, nopeammin liikkuva Saturnus otti Jupiteria kiinni sisäänpäin vaelluksen aikana. Vaellettuaan noin 1,5 AU päähän auringosta Jupiter puristi vetovoimallaan kiviplaneettojen syntyyn tarvittavien planetesimaalien radat melko kapeaksi renkaaksi. Vaellus vei laskujen mukaan noin 100 000 vuotta, joka on melko lyhyt aika Aurinkokunnan synnyn historiassa. Tämän jälkeen muuttunut rataresonanssi käänsi Jupiterin ja Saturnuksen kulkusuunnan ulospäin.

Jupiterin vaelluksen vaikutukset

Jättiläisplaneettojen ratojen muutokset aiheuttivat häiriöillään tämän jälkeen suuren asteroidipommituksen. Esimerkiksi Maan vesi on peräisin Aurinkokunnan ulko-osien asteroideista ja komeetoista. Sisäplaneettojenkin radat muuttuivat ja mm. Venus ja Maa vaihtoivat Aurinkokunnan syntyvaiheessa paikkaa. Marsin pieni massa selittyy sillä, että se syntyi sisäplaneettarenkaan ulkopuolella. Massiiviset Maa ja Venus sisäplaneettakiekon keskellä, koska siellä tiheässä ympäristössä näiden planeettojen alkiot kasvoivat nopeimmin. Asteroidivyöhykkeen kivinen sisäosa syntyi siten, että ollessaan Aurinkokunnan sisäosissa jättiläisplaneetat sinkosivat tälle alueelle painovoimalingolla kappaleita sisäplaneettojen kiviseltä syntyalueelta. Maan massasta arvioidaan olevan jäiseltä vyöhykkeeltä noin 0,5-2%, jotta Maan vesipitoisuus selittyisi.

Miksei Auringolla ole supermaita

Monet planeettakunnat eroavat omastamme juuri sen takia joko siten, ettei näissä tapahtunut samanlaista Jupiterin vaellusta kuin Aurinkokunnassamme. Tämä saattoi vähentää Maan etäisyydellä olevan planeetan veden määrää.Toisissa vaellusta ei käytännössä tapahtunut, ja toisissa vaelluksen tuloksena syntyi kuuma Jupiter. Tämä saattoi estää elinkelpoisen planeetan synnyn.
Nizzan mallin ”Grand Tack”, Jupiterin vaellus selittää myös sen, ettei Auringolla ole Maata massiivisempia supermaita. Jupiter syöksi vaeltaessaan mahdolliset supermaat Aurinkoon, ja harvensi vetovoimallaan Merkuriuksen-Marsin etäisyydellä olevaa sisäplaneettojen syntyaluetta. Näin 10-20 maan massaa katosi Aurinkokunnan sisäosista.