Dzięki grupie planetoid bliskich Jowiszowi astronomowie znaleźli dowody na to, że gazowy olbrzym powstał cztery razy dalej od Słońca, niż znajduje się obecnie, i migrował do wnętrza Układu Słonecznego przez siedemset tysięcy lat.
Wiadomo, że gazowe olbrzymy wokół innych gwiazd często krążą bardzo blisko swoich słońc. Zgodnie z przyjętą teorią planety gazowe powstały daleko, a następnie migrowały na orbitę bliższą gwieździe.
Naukowcy z Uniwersytetu w Lund (Szwecja) i innych instytucji wykorzystali zaawansowane symulacje komputerowe, aby dowiedzieć się więcej na temat podróży Jowisza przez Układ Słoneczny ok. 4,5 miliarda lat temu. Jowisz był wówczas całkiem młodą planetą, podobnie jak inne planety w Układzie Słonecznym. Powstawały one stopniowo budowane z kosmicznego pyłu, który krążył wokół naszego młodego Słońca na dysku z gazu i cząsteczek. Jowisz nie był większy niż Ziemia.
Wyniki symulacji pokazują, że Jowisz uformował się cztery razy dalej od Słońca, niż wskazywałoby na to jego obecne położenie.
To pierwszy raz, gdy mamy dowód na to, że Jowisz powstał daleko od Słońca, a następnie migrował do swojej obecnej orbity. Znaleźliśmy dowody migracji w planetoidach z grupy Trojańczyków krążących w pobliżu Jowisza – wyjaśnia Simona Pirani, doktorantka astronomii na Uniwersytecie w Lund i główna autorka artykułu.
Trojańczycy to planetoidy składające się z dwóch grup tysięcy asteroid, które znajdują się w tej samej odległości od Słońca co Jowisz, ale krążą odpowiednio przed i za planetą. Przed Jowiszem krąży około 50% więcej Trojańczyków niż za nim. To właśnie ta asymetria stała się kluczem do zrozumienia przez naukowców migracji Jowisza.
W rzeczywistości naukowcy nie byli w stanie wyjaśnić, dlaczego dwie grupy planetoid różnią się liczebnością. Jednak Simona Pirani i Anders Johansen wraz z kolegami zidentyfikowali przyczynę po odtworzeniu przebiegu formowania się Jowisza i sposobu, w jaki planeta stopniowo przyciągała Trojańczyków. Dzięki złożonym symulacjom komputerowym naukowcy obliczyli, że obecna asymetria w grupach planetoid mogła powstać tylko wtedy, gdy Jowisz uformował się cztery razy dalej w Układzie Słonecznym, a następnie migrował do swojej obecnej pozycji. Podczas podróży w kierunku Słońca grawitacja Jowisza przyciągnęła więcej Trojańczyków przed nim niż za nim.
Według obliczeń, migracja Jowisza trwała około siedmiuset tysięcy lat, około dwóch–trzech milionów lat po tym, jak planeta rozpoczęła swoje życie jako lodowa asteroida krążąca z dala od Słońca. Podróż w głąb Układu Słonecznego przebiegała spiralnym kursem wokół Słońca, aczkolwiek po bardzo ciasnej orbicie. Przyczyna rzeczywistej migracji leży w działaniu sił grawitacyjnych otaczających gazów w Układzie Słonecznym.
Symulacje pokazują, że planetoidy z grupy Trojańczyków zostały przyciągnięte, gdy Jowisz był młodą planetą bez gazowej atmosfery, co oznacza, że najprawdopodobniej składają się one z bloków podobnych do tych, które utworzyły jądro Jowisza. W 2021 roku na orbitę wokół sześciu Trojańczyków zostanie wystrzelona sonda Lucy, by je badać.
Autorzy badania sugerują, że również Saturn, Uran i Neptun mogły migrować w podobny sposób.
Więcej:
Jupiter’s unknown journey revealed
Publikacja naukowa:
The consequences of planetary migration on the minor bodies of the early Solar System
Źródło: Uniwersytet w Lund
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Na zdjęciu: Wizja artystyczna planetoid z grupy Trojańczyków. Źródło: NASA/JPL-Caltech
