Известно, что газовые гиганты вокруг других звезд часто располагаются очень близко к своему Солнцу. Согласно общепринятой теории, эти газовые планеты образовались далеко и впоследствии мигрировали на орбиту ближе к звезде.
Теперь исследователи из Лундского университета и других институтов использовали передовые компьютерные модели, чтобы узнать больше о путешествии Юпитера через нашу собственную Солнечную систему примерно 4,5 миллиарда лет назад.
В то время Юпитер сформировался совсем недавно, как и другие планеты Солнечной системы. Планеты постепенно создавались космической пылью, которая вращалась вокруг нашего молодого Солнца в виде диска из газа и частиц. Юпитер был не больше нашей планеты.
Результаты показывают, что Юпитер образовался в четыре раза дальше от Солнца, чем показывает его нынешнее положение.
Это первое доказательство того, что Юпитер образовался далеко от Солнца, а затем переместился на свою нынешнюю орбиту. Ученые нашли доказательства миграции в троянских астероидах, вращающихся вблизи Юпитера, по словам Симона Пирани, ведущего автора исследования, докторанта по астрономии из Университета Лунда.
Эти троянские астероиды состоят из двух групп из тысяч астероидов, которые находятся на том же расстоянии от Солнца, что и Юпитер, но вращаются соответственно перед Юпитером и позади него. Перед Юпитером примерно на 50% больше троянцев, чем за ним. Именно эта асимметрия стала ключом к пониманию исследователями миграции Юпитера.
Асимметрия всегда была загадкой в Солнечной системе, считает Андерс Йохансен, профессор астрономии в Университете Лунда.
Действительно, ранее исследовательское сообщество не смогло объяснить, почему две группы астероидов не содержат одинаковое количество астероидов. Однако Симона Пирани и Андерс Йохансен вместе с другими коллегами теперь определили причину, воссоздав ход событий формирования Юпитера и то, как планета постепенно втягивала в себя свои троянские астероиды.
Благодаря обширному компьютерному моделированию, исследователи вычислили, что асимметрия могла произойти только в том случае, если Юпитер был сформирован в четыре раза дальше в Солнечной системе и впоследствии мигрировал в свое текущее положение. Во время своего путешествия к Солнцу собственная гравитация Юпитера притягивала больше троянцев перед ним, чем позади него.
Согласно расчетам, миграция Юпитера продолжалась около 700 000 лет, примерно через 2-3 миллиона лет после того, как небесное тело начало свою жизнь в виде ледяного астероида вдали от Солнца. Путешествие внутрь Солнечной системы шло по спирали, по которой Юпитер продолжал вращаться вокруг Солнца, хотя и по все более узкой траектории. Причина фактической миграции связана с гравитационными силами из окружающих газов в Солнечной системе.
Моделирование показывает, что троянские астероиды были привлечены, когда Юпитер был молодой планетой без газовой атмосферы, что означает, что эти астероиды, скорее всего, состоят из строительных блоков, подобных тем, которые сформировали ядро Юпитера. В 2021 году космический зонд NASA Lucy будет запущен на орбиту вокруг шести троянских астероидов Юпитера для их изучения.
Можно многое узнать о ядре и формировании Юпитера, изучая троянцев, считает Андерс Йохансен.
Авторы исследования также предполагают, что газовый гигант Сатурн и ледяные гиганты Уран и Нептун могли мигрировать аналогичным образом.
