Астрономы Константин Батыгин и Фред Адамс проанализировали наклон орбит спутников Юпитера Амальтеи и Тебы и по ним восстановили первоначальный размер и магнитное поле Юпитера. Как показали расчеты первоначально Юпитер имел радиус в два раза больше, чем сегодня, и его магнитное поле было в 50 раз сильнее.
Понимание ранней эволюции Юпитера помогает прояснить более широкую историю о том, как наша Солнечная система сформировала свою особую структуру. Гравитация Юпитера, который часто называют «архитектором» нашей Солнечной системы, сыграла решающую роль в формировании орбитальных траекторий других планет и создании диска из газа и пыли, из которого они образовались.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, Константин Батыгин, профессор планетарных наук в Калифорнийском технологическом институте, и Фред К. Адамс, профессор физики и астрономии в Мичиганском университете, подробно рассматривают первозданное состояние Юпитера.
Их расчеты показывают, что примерно через 3,8 миллиона лет после образования первых твердых тел в Солнечной системе — это ключевой момент, когда диск вещества вокруг Солнца, известный как протопланетная туманность, рассеивался — Юпитер был значительно больше и обладал еще более мощным магнитным полем.
«Наша конечная цель — понять, откуда мы взялись, и выяснение ранних фаз формирования планет очень важно для решения этой загадки», — говорит Батыгин. — «Это приближает нас к пониманию того, как формировался не только Юпитер, но и вся Солнечная система».
Что рассказали о Юпитере Амальтея и Теба
Изображение Амальтеи, проходящей перед Юпитером, было получено космическим аппаратом Juno 7 марта 2024 года.NASA
Батыгин и Адамс подошли к вопросу, изучая крошечные луны Юпитера — Амальтею и Тебу, которые вращаются по орбите даже ближе к Юпитеру, чем Ио, самая маленькая и ближайшая из четырех больших галилеевых лун планеты.
Поскольку орбиты Амальтеи и Тебы слегка наклонены, Батыгин и Адамс проанализировали эти небольшие орбитальные расхождения, чтобы рассчитать первоначальный размер Юпитера. Он оказался примерно в два раза больше его нынешнего радиуса. Юпитер имел объем, эквивалентный более чем 2 000 Земных шаров. Исследователи также определили, что магнитное поле Юпитера в то время было примерно в 50 раз сильнее, чем сейчас.
Важно отметить, что астрономы сосредоточилась на орбитальной динамике лун Юпитера и сохранении углового момента планеты — величинах, которые можно непосредственно измерить сегодня. Этот анализ позволяет получить четкий снимок Юпитера в момент испарения окружающей солнечной туманности — ключевой переходный момент, когда исчезли строительные материалы для формирования планет и была заложена первозданная архитектура Солнечной системы.
Теба. Снимок сделан космическим аппаратом Галилео в январе 2000 года.NASA
Полученные результаты добавляют важные детали к существующим теориям формирования планет, согласно которым Юпитер и другие планеты-гиганты у других звезд образовались в результате аккреции ядра — процесса, в ходе которого скалистое и ледяное ядро быстро накапливает газ.
Эти основополагающие модели разрабатывались на протяжении десятилетий многими исследователями. Новое исследование опирается на этот фундамент, предоставляя более точные измерения размеров, скорости вращения и магнитных условий Юпитера в ранний момент времени.
Батыгин подчеркивает, что, хотя первые мгновения существования Юпитера по-прежнему неясны, нынешнее исследование значительно проясняет картину критических стадий развития планеты. «То, что мы здесь установили, является ценным эталоном», — говорит Батыгин. — «Это — точка, с которой мы можем более уверенно реконструировать эволюцию нашей Солнечной системы».
Оценили 12 человек
14 кармы