Proč jsou Galilean Moons tak masivní?

Vědci navrhují, že Saturnovo vměšování pomohlo vytvořit čtyři obří Galilejské měsíce obíhající kolem Jupitera.

Jovian moon Europa, jak ho zachytila ​​kosmická loď Galileo NASA.
Institut NASA / JPL / SETI

Na Jupitera se svými 67 známými měsíci lze nahlížet jako na miniaturní sluneční soustavu otáčející se kolem Slunce. Čtyři z těchto měsíců jsou dostatečně velké, aby byly viditelné i malým dalekohledem. Tyto takzvané galilské satelity Io, Evropa, Ganymede a Callisto mají téměř planetární velikost.

Vědci však nedokázali vysvětlit, jak se tyto měsíce staly tak velkými. Nyní vědci provedli studii naznačující, že Saturn by mohl být na vině.

Během prvních let sluneční soustavy obklopovalo Slunce obrovský rotující disk plynu a prachu. Prach se rychle klouzal do oblázkových bloků, z nichž se tvořily planety a většina měsíců. Když se Jupiter spojil, získal svůj vlastní disk zametáním mezery v plynném disku kolem Slunce. Je pravděpodobné, že se Galilejské měsíce začaly tvořit uvnitř Jupiterova cirkulačního disku. Ale i když obří nasbíral plyn z cirkulačního disku, vyřezával mezeru, která odřízla jeho disk od materiálu, který by pomohl stavět své měsíce.

Ren Heller (University of G ttingen, Německo), který se nezúčastnil nové studie, poznamenává, že astronomové již dlouho postrádají mechanismus pro dodávání pevného materiálu na Jupiterův cirkulační disk. „Tento aspekt byl v předchozích modelech tvorby galilejských satelitů často přehlížen nebo zjednodušen; předpokládali jsme, že plyn a prach jsou právě z ničeho, “ říká.

Jedním z astronomů, kteří zkoumali tuto bezvýchodiskovou situaci, je Thomas Ronnet (Astrophysical Laboratory of Marseille, Francie). Uvědomil si, že by mohl být zapojen masivní soused Jupitera Saturn. Když se planety formovaly, jejich oběžné dráhy stále migrovaly a vyústily ve sluneční soustavu, která vypadala velmi odlišně od té, kterou nyní vidíme, zejména se Saturn považoval za oběžnou dráhu mnohem blíže orbitě Jupitera. Takže Saturn mohl rozptýlit oblázky, které uvízly ve střední rovině obvodového disku, což jim umožnilo Jupitera je zachytit.

Simulace řešení

Tento obrázek ukazuje velkou mezeru v disku prachu a plynu obklopujícího mladou hvězdu. Obří planety, jako je Jupiter, mohou vydělat takovou mezeru, že se vytvoří na disku.
ESO

Ronnet si vzpomíná, jak se snaží tuto teorii rozvíjet. „Věděl jsem, že to může fungovat, ale nebyl jsem si jistý, “ říká. Chcete-li to otestovat, Ronnet a jeho kolegové provedli počítačové simulace, sledující trajektorie 5 000 planetesimálů, stejně jako Jupiter a Saturn, v rané sluneční soustavě. Aby ušetřili výpočetní čas, eliminovali každý planetesimál, který byl dostatečně blízko k Jupiteru, aby byl uvězněn v jeho gravitační sféra vlivu. Vypočítali také, které planetesimály projdou kolem Jupitera a dosáhnou pásu asteroidů.

Zpočátku se vědci obávali, že asteroidový pás zkazí saturnskou hypotézu. „Bylo to vítané překvapení, když jsem zjistil, že do asteroidního pásu bylo implantováno méně planetesimálů než v Jupiterově oběžníku, “ říká Ronnet. Výsledky jsou uvedeny v Astronomickém časopise 3. května.

„Jejich výzkum navrhuje fascinující scénář, který z prezentovaných výsledků vypadá docela dobře, “ říká Giacomo Lari (University of Pisa, Itálie), který se studie nezúčastnil.

Galilejské měsíce by mohly mít podpovrchové oceány, což by z nich mohlo učinit další nejlepší místo pro život v sluneční soustavě, což by mohlo platit i v jiných planetárních systémech. Nová studie však naznačuje, že k vytvoření světů, jako jsou tyto, jsou zapotřebí zvláštní okolnosti: „Naše studie naznačuje, že analogy galilejských měsíců by se přednostně vytvářely kolem obřích planet v rámci více planetárních systémů, “ říká Ronnet.