Откриха странния път на Юпитер към Слънцето

Известно е, че газовите гиганти в други звездни системи, често се намират близо до своето слънце. Според приетата теория, тези газови планети са били формирани далеч и впоследствие са мигрирали към орбита по-близка до звездата.

Сега изследователи от университета в Лунд, Швеция и други институции, са използвали напреднали компютърни симулации, за да научат повече за пътуването на Юпитер през нашата Слънчева система преди около 4,5 милиарда години.

По това време Юпитер е съвсем наскоро образувана планета, както са и другите планети в Слънчевата система. Планетите постепенно се изграждат от космически прах, който обикаля около младото Слънце в диск от газ и частици. По това време Юпитер не е по-голям от Земята.

Резултатите от експерименталната симулация показват, че Юпитер е бил образуван четири пъти по-далеч от Слънцето, в сравнение със сегашното му положение.

„Това е първият път, когато имаме доказателство, че Юпитер се е образувал далеч от Слънцето и след това е мигрирал към сегашната си орбита. Намерихме доказателства за миграцията в „троянските астероиди“, които обикалят около Юпитер“, обяснява Симона Пирани, докторант в университета в Лунд и водещ автор на изследването. (Троянските астероиди са малки небесни тела, които гравитират в динамично равновесие около точките на Лагранж L4 и L5 по орбитите на някои планети от Слънчевата система.)

Тези „троянски астероиди“ се състоят от две групи от хиляди астероиди, които се намират на същото разстояние от Слънцето като Юпитер, но обикалят около и съответно пред и зад Юпитер. Пред Юпитер има около 50% повече „троянски астероиди“, отколкото зад него. Именно тази асиметрия става ключ към разбирането на изследователите за миграцията на Юпитер.

„Асиметрията винаги е била загадка в Слънчевата система,“ казва Андерс Йохансен, професор по астрономия в университета в Лунд.
Всъщност изследователската общност не е била в състояние да обясни защо двете астероидни групи са асиметрични и не съдържат приблизително еднакъв брой астероиди. Въпреки това, Симона Пирани и Андерс Йохансен, заедно с други колеги, сега са идентифицирали причината, като пресъздават хода на събитията от формирането на Юпитер и как планетата постепенно привлича „троянските астероиди“.

Благодарение на обширните компютърни симулации, изследователите са изчислили, че сегашната асиметрия може да се е случила само ако Юпитер е бил образуван четири пъти по-далече в Слънчевата система и впоследствие е мигрирал до сегашната си позиция. По време на пътуването си към Слънцето, собствената гравитация на Юпитер привлича повече „троянски астероиди“ пред него, отколкото зад него.

Според изчисленията, миграцията на Юпитер продължава около 700 000 години, в период от около 2-3 милиона години, след като небесното тяло е започнало живота си като леден астероид, далеч от Слънцето. Пътуването навътре в Слънчевата система е следвало спирален курс, в който Юпитер продължава да обикаля около Слънцето, макар и във все по-стегната орбита. Причината за действителната миграция е свързана с гравитационните сили от околните газове в Слънчевата система.

Симулациите показват, че „троянските астероиди“ са привлечени, когато Юпитер е още млада планета, без газова атмосфера, което означава, че тези астероиди най-вероятно се състоят от изграждащи блокове, подобни на онези, които са формирали ядрото на Юпитер.

През 2021 г. космическата сонда на НАСА Луси ще бъде пусната в орбита около шест от „троянските астероиди“ на Юпитер, за да ги проучи.

„Можем да научим много за ядрото и формирането на Юпитер от изучаването на „троянците“, казва Андерс Йохансен.

Авторите на проучването също така предполагат, че газовият гигант Сатурн и ледените гиганти Уран и Нептун биха могли да мигрират по подобен начин.