Przejdź do treści

Niezwykła podróż Jowisza przez Układ Słoneczny

img

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 700 000 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.

Obecnie naukowcy z Uniwersytetu w Lund i innych instytucji wykorzystali zaawansowane symulacje komputerowe aby dowiedzieć się więcej na temat podróży Jowisza przez Układ Słoneczny ok. 4,5 mld lat temu. We wspomnianym czasie Jowisz powstał całkiem niedawno, podobnie jak inne planety w Układzie Słonecznym. Planety były stopniowo budowane z kosmicznego pyłu, który krążył wokół naszego młodego Słońca na dysku z gazu i cząsteczek. Jowisz nie był większy, niż nasza planeta.

Wyniki 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 badania.

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, środowisko badawcze nie było w stanie wyjaśnić, dlaczego dwie grupy planetoid różnią się liczbą członków. Jednak Simona Pirani i Anders Johansen wraz z kolegami zidentyfikowali przyczynę, odtwarzając przebieg wydarzeń w formowaniu się Jowisza i sposób, w jaki planeta stopniowo przyciągała trojańczyków.

Dzięki rozległym symulacjom komputerowym naukowcy obliczyli, że obecna asymetria mogła mieć miejsce 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.

Według obliczeń, migracja Jowisza trwała około 700 000 lat, w okresie ok. 2-3 mln lat po tym, jak planeta rozpoczęła swoje życie jako lodowa asteroida krążąca z dala od Słońca. Podróż w głąb Układu Słonecznego przebiegała kursem spiralnym, w którym Jowisz krążył wokół Słońca, aczkolwiek po bardzo ciasnej orbicie. Przyczyna rzeczywistej migracji dotyczy sił grawitacyjnych z otaczających gazów w Układzie Słonecznym.

Symulacje pokazują, że planetoidy z grupy Trojańczyków zostały wciągnięte, 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 r. 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.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

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

Na zdjęciu: Wizja artystyczna planetoid z grupy Trojańczyków. Źródło: NASA/JPL-Caltech