Почему галилеевы спутники настолько массивны?

Удивительная поверхность Европы, спутника Юпитера, запечатлённая космическим аппаратом “Галилео”. Авторы и права: NASA / JPL / SETI.

Юпитер со своими 67 известными спутниками можно рассматривать как миниатюрную планетарную систему, вращающуюся вокруг Солнца. Четыре из этих спутников достаточно велики, чтобы быть видимыми даже через телескопы с небольшим увеличением. Эти так называемые галилеевы спутники – Ио, Европа, Ганимед и Каллисто – сравнимы по размеру с небольшими планетами.

Но учёные до сих пор не могут объяснить, почему эти спутники стали такими большими. Недавно проведённое исследование предполагает, что в этом может быть виновен Сатурн.

В начале своего существования Солнечная система представляла собой огромный диск газа и пыли, который окружал Солнце. Пыль быстро объединялась в небольшие частицы размером с гальку, из которых затем сформировались планеты и большинство спутников. Когда Юпитер образовался вокруг него появился его собственный диск газа и пыли, образовав таким образом щель в газовом диске вокруг Солнца. Вполне вероятно, что галилеевы спутники начали формироваться в пределах околопланетного диска Юпитера, однако для этого в нём было слишком мало материала.

Рене Хеллер (René Heller) из Университета Геттингена, Германия, который не участвовал в новом исследовании, отмечает, что у астрономов нет механизма объясняющего наличие необходимого количества твёрдого материала в околопланетном диске Юпитера.

“Этот аспект часто упускался или упрощался в предыдущих моделях формирования галилеевых спутников, и мы до сих пор не знаем откуда там появилось столько газа и пыли”, – говорит Хеллер.

На этом рисунке показан большой пробел в пыле-газовом диске, окружающем молодую звезду. Гигантские планеты, такие как Юпитер, могут сформировать такие щели. Авторы и права: ESO.

Один из участников проведённого недавно исследования – Томас Роннет (Thomas Ronnet) из лаборатории астрофизики Марселя, Франция, предположил, что доставку материала мог осуществлять массивный сосед Юпитера, Сатурн. Когда планеты формировались, их орбиты всё ещё изменялись – в результате Солнечная система в то время сильно отличалась от той, которую мы видим сейчас. Сатурн, в частности, находился гораздо ближе к Юпитеру. Таким образом, Сатурн мог переносить планетезимали из центральной части Солнечной системы ближе к Юпитеру.

Чтобы проверить своё предположение, Роннет и его коллеги использовали компьютерную модель движения 5000 планетезималей около Юпитера и Сатурна. Они обнаружили, что планетезимали, выбрасываемые Сатурном, и при этом достаточно близко проходящие около Юпитера, попадали в его гравитационную ловушку.

“Новое исследование предлагает захватывающий сценарий формирования галилеевых спутников, который исходя из представленных результатов, похоже, работает достаточно хорошо”, – сказал Джакомо Лари (Giacomo Lari) сотрудник Университета Пизы, Италия.

Результаты исследования были приняты к публикации в Astronomical Journal.

Вы могли пропустить:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *