Астрономы из Лундского университета в Швеции выяснили новые подробности о далёком прошлом пятой и самой крупной планеты Солнечной системы. Они установили, когда и как Юпитер занял своё нынешнее положение.
Согласно существующим моделям, газовые гиганты формируются во внешних пределах планетных систем, после чего отправляются в путь по направлению к своей звезде. Примерно то же самое произошло и с Юпитером, уверены исследователи.
Сегодня, напомним, среднее расстояние от пятой планеты до Солнца составляет примерно 780 миллионов километров (5,2 астрономических единицы). Специалисты полагают, что для того, чтобы достичь своей нынешней орбиты, Юпитер в течение 700 тысяч лет путешествовал к светилу. А сформировался он почти в четыре раза дальше от Солнца, чем находится сейчас.
Чтобы получить эти данные, авторы работы использовали передовые компьютерные симуляции и вернулись примерно на 4,5 миллиарда лет назад. В те времена Юпитер был "новорождённым" ледяным небесным телом размером не больше Земли. От Солнца его отделяло расстояние в 18 астрономических единиц.
Спустя 2-3 миллиона лет началось его путешествие внутрь Солнечной системы. Юпитер взял спиралевидный курс и кружил вокруг Солнца, постепенно приближаясь к нему. Причиной миграции послужили гравитационные силы окружающих газов: они как бы подталкивали небесное тело к его текущей орбите.
"Впервые у нас есть доказательство того, что Юпитер сформировался далеко от Солнца, а затем мигрировал на свою нынешнюю орбиту. Мы нашли свидетельства миграции благодаря троянским астероидам на орбите вблизи Юпитера", – поясняет ведущий автор исследования Симона Пирани (Simona Pirani).
Поясним, что троянские астероиды, о которых идёт речь, состоят из двух групп. Они двигаются по той же орбите, что и Юпитер, но при этом распределены по ней неравномерно. Перед планетой располагается вдвое больше астероидов, чем за ней (первые опережают Юпитер на 60°, вторые отстают на 60°).
Специалисты долгое время не могли объяснить такую асимметрию. Лишь теперь они нашли ответ, воссоздав процесс образования Юпитера и поняв, как он обзавёлся своими "троянскими друзьями".
Согласно подсчётам команды, нынешнее положение небесные тела могли занять только в том случае, если Юпитер сформировался в Солнечной системе в четыре раза дальше, чем находится сейчас, и впоследствии совершил путешествие по спирали.
Двигаясь к Солнцу, планета своей гравитацией собирала больше астероидов перед собой (причём Юпитер, судя по всему, "воровал" астероиды из семейства Хильды).
Моделирование также показало, что троянские астероиды были втянуты на орбиту молодого Юпитера, когда он ещё не имел газовой атмосферы. Это означает, что "троянцы", скорее всего, состоят из тех же "стройматериалов", что и ядро Юпитера.
К слову, авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) сообщали о новой миссии НАСА по изучению троянских астероидов Юпитера. Ожидается, что в 2021 году к небесным телам отправится зонд Lucy, он навестит шесть "троянцев".
"Изучая "троянцев", мы можем многое узнать о ядре и образовании Юпитера", – уверен соавтор новой работы Андерс Йохансен (Anders Johansen).
Кстати, его команда ранее узнала, как появились газовые гиганты Сатурн и Юпитер и как они избавились от планет-конкурентов. Теперь же научная группа Йохансена полагает, что Сатурн, а также Уран и Нептун могли в молодости мигрировать примерно так же, как и Юпитер.
Научная статья по итогам новой работы шведских учёных принята к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics. Её препринт доступен на сайте arXiv.org.
Добавим, что, хотя в Солнечной системе большинство "троянцев" сосредоточено вокруг Юпитера, подобные астероиды были также замечены близ Нептуна, Урана, Марса и даже Земли. Также мы писали об астероидах, преследующих планеты близ далёких звёзд.
