Юпитер и Сатурн са двата най-големи свята в Слънчевата система, но техните спътникови системи са поразително различни. Докато Юпитер има четири големи луни – Йо, Европа, Ганимед и Калисто, които обикалят около него, единствената луна на Сатурн, Титан, е най-голямата. Ново проучване на международен екип от астрономи предлага неочаквано обяснение за тази разлика: магнитната сила на младия Юпитер може да е играла решаваща роля.

Мистерията на двата газови гиганта

Днес са известни повече от 100 луни на Юпитер и повече от 280 луни на Сатурн. Въпреки това впечатляващо разнообразие, най-големите луни на тези планети са се образували по много различни начини.

Юпитер има четири масивни спътника, включително Ганимед – най-големият спътник в цялата Слънчева система. Сатурн всъщност има само един истински „гигант“: Титан, който е вторият по големина след Ганимед.

Тази разлика отдавна е интригуваща за учените. И двете планети са газови гиганти, така че е било логично да се очаква, че техните сателитни системи ще се развият по подобен сценарий.

Компютърните модели са отново в миналото

Екип от изследователи от Япония и Китай, включително експерти от университета в Киото, решиха да симулират ранните етапи от съществуването на Юпитер и Сатурн.

Използвайки съвременни компютърни симулации, учените са пресъздали вътрешната структура на младите планети, проследили са промените в техните магнитни полета и са моделирали поведението на така наречените околопланетни дискове – огромни облаци газ и прах, от които постепенно се раждат спътници.

Освен това, специални модели са позволили да се проследи как новородените спътници са променяли орбитите си в продължение на милиони години.

Магнитното поле на Юпитер се е превърнало в естествен щит

Резултатите показали, че младият Юпитер е имал изключително мощно магнитно поле. Именно то е създало специална кухина вътре в околопланетарния диск – магнитосферна област, където условията за движение на бъдещите спътници са били значително различни от останалата част на диска.

Тази „безопасна зона“ е позволила на големите луни не само да се формират, но и да избегнат опасна миграция навътре, което е позволило на Йо, Европа и Ганимед да оцелеят.

Сатурн не е имал такава защита

Ситуацията със Сатурн се оказа различна. Според моделите, неговото магнитно поле е било много по-слабо и не е могло да образува подобна защитна област в околопланетарния диск.

В резултат на това големите спътници, образували се близо до планетата, постепенно са се преместили в диска и не са успели да установят стабилни орбити. Това би могло да доведе до тяхното поглъщане или унищожаване в ранните етапи на развитието на системата. Ето защо сред големите спътници на Сатурн всъщност е останал само Титан.

Нов поглед върху формирането на спътниците

Получените резултати могат да помогнат за обяснението не само на историята на Слънчевата система, но и на процесите на формиране на планетарните системи във Вселената.

Изследователите предполагат, че планетите с маси, подобни или по-големи от тези на Юпитер, обикновено образуват компактни системи с няколко големи луни, докато газовите гиганти с маси, подобни на тази на Сатурн, вероятно имат само една или две големи луни.

Какво означава това за търсенето на екзоспътници?

Новият модел би могъл да бъде и важен инструмент за бъдещи астрономически изследвания. Когато търсят екзопланети и потенциални екзоспътници, астрономите ще могат да вземат предвид силата на магнитното поле на младите газови гиганти като един от ключовите фактори, определящи бъдещия брой и размер на техните спътници.

В бъдеще екипът планира да приложи теорията си към други спътникови системи в Слънчевата система, както и към евентуални екзоспътници, които могат да бъдат открити около далечните планети. Това ще им позволи да проверят колко универсален е предложеният механизъм за образуване на големи спътници.