Гигантская планета Юпитер образовалась в четыре раза дальше от Солнца, чем она находится сейчас, а затем в течение 700 тысяч лет продвигалась в сторону внутренней Солнечной системы. Ученые нашли доказательства этого невероятного путешествия, благодаря группам астероидов вблизи
Юпитера.
Астрономам известно, что газовые гиганты возле других звезд нередко располагаются очень близко к своему центральному светилу. Согласно популярной теории, эти газовые планеты возникли вдалеке от своей звезды, а затем переместились на орбиту поближе к ней.
Художественное изображение газового гиганта Юпитера с двумя группами троянских астероидов. © NASA / JPL-Caltech
Теперь же исследователи из Университета Лунда и других научных учреждений использовали современное компьютерное моделирование, чтобы узнать больше о путешествии Юпитера через нашу Солнечную систему за период примерно в 4,5 миллиарда лет. К тому времени Юпитер только появился, как и другие планеты Солнечной системы. Планеты медленно собирали космическую пыль, кружившую возле нашего молодого Солнце в газопылевом диске. Причем Юпитер был тогда не больше нашей собственной планеты.
Результаты показали, что Юпитер располагался в четыре раза дальше от Солнца, чем этого можно было бы ожидать, отталкиваясь от его нынешнего положения.
«Таким образом, у нас появились доказательства того, что Юпитер родился далеко от Солнца, а затем перешел в свое нынешнее положение. Мы нашли доказательства миграции в троянских астероидах, кружащихся около Юпитера», - говорит Симона Пирани, аспирант Лундского университета и ведущий автор исследования.
Эти «троянцы» представляют собой две группы из сотен астероидов на том же расстоянии от Солнца, что и Юпитер, но они движутся по такой же орбите впереди него или следуют за ним. Причем перед ним находится на 50 процентов больше троянских астероидов, чем следует за ним. Именно эта асимметрия стала ключом к пониманию миграции Юпитера.
«Асимметрия всегда была загадкой Солнечной системы», - говорит Андерс Йохансен, профессор астрономии в университете Лунда.
Исследовательское сообщество ранее никак не могло объяснить, почему две группы астероидов содержат не одинаковое количество астероидов. И вот теперь, наконец, Симона Пирани и Андерс Йохансен, вместе с другими коллегами смогли выяснить причину этого, имитируя последовательность событий происхождения Юпитера, а также процесс, как планета медленно притягивала своих троянских астероидов.
Благодаря всестороннему компьютерному моделированию, исследователи подсчитали, что текущая асимметрия могла возникнуть только в том случае, если бы Юпитер появился в Солнечной системе в четыре раза дальше от нашей центральной звезды, а затем переместился в его нынешнее положение. И как раз во время этого грандиозного путешествия в сторону Солнца гравитация Юпитера привлекла больше троянских астероидов перед ним, чем за ним.
Согласно расчетам, миграция Юпитера заняла около 700 тысяч лет и произошла примерно через 2-3 миллиона лет после его образования в виде обломков льда и камней вдали от Солнца. Путешествие к внутренней Солнечной системе происходило по спиральной орбите, по которой Юпитер продолжал обращаться вокруг Солнца, все больше и больше приближаясь к светилу. А причиной миграции являются гравитационные силы окружающих газов в Солнечной системе.
Моделирование показывает, что троянские астероиды были притянуты, когда Юпитер был молодой планетой без газовой атмосферы. Это означает, что эти астероиды, скорее всего, состоят из «строительных блоков» Солнечной системы, сопоставимые с таковыми из ядра Юпитера. В 2021 году космический зонд NASA Lucy будет запущен с целью выведения на орбиты вокруг шести троянских астероидов Юпитера для их исследования.
«Изучая троянские астероиды, мы можем немало узнать о ядре Юпитера и его происхождении», -
говорит Йохансен.
Кроме того, авторы исследования подозревают, что газовый гигант Сатурн и ледяные гиганты Уран и Нептун тоже могли мигрировать подобным образом.
0
