Однако эти спутники неравнозначны: у Юпитера, помимо спутников помельче, есть четыре крупные луны, в том числе крупнейший спутник Солнечной системы Ганимед (его диаметр больше, чем диаметр Меркурия), в то время как в системе Сатурна есть лишь один большой спутник — Титан, второй по величине среди лун Солнечной системы. Причины такой разницы между системами спутников двух похожих газовых гигантов долгое время озадачивали астрономов.
Команда астрономов из Японии и Китая решила подойти к этому вопросу с неожиданной стороны: не только смоделировать процесс образования спутников, но и связать его с эволюцией внутреннего строения планет и их магнитных полей. «Проверять теорию формирования планет довольно сложно, потому что у нас в качестве ориентира есть только Солнечная система, но рядом есть несколько спутниковых систем, чьи детальные характеристики мы можем наблюдать», — объясняет соавтор работы Юри И. Фудзии.
Астрономы провели численные симуляции внутренней структуры молодых газовых гигантов, чтобы оценить, какими могли быть их магнитные поля в раннюю эпоху. Затем они смоделировали околопланетные диски Юпитера и Сатурна и проследили судьбу формирующихся лун с помощью N-body расчетов — метода, который позволяет вычислять гравитационное движение множества тел и их миграцию в диске.
Оказалось, что количество спутников определяется силой магнитного поля. У молодого Юпитера, судя по моделям, оно было достаточно сильным, чтобы создать в диске так называемую магнитосферную полость — внутреннюю «пустоту», связанную с взаимодействием поля и аккрецирующего газа. Эта полость могла стать своеобразной «ловушкой» для мигрирующих спутников и помочь выжить системе из нескольких крупных лун. У молодого Сатурна магнитное поле было слабее: полость не формировалась, и крупные спутники, мигрируя внутрь, с большей вероятностью терялись, не закрепляясь на устойчивых орбитах.
Практическая ценность исследования заключается в прогнозировании эволюции экзолун. Модель предполагает, что планеты размером с Юпитер и крупнее чаще будут иметь компактные системы из нескольких больших спутников, тогда как у «сатурноподобных» газовых гигантов, вероятнее всего, будет одна-две доминирующие луны. Понимание этого может помочь планировать будущие наблюдения околопланетных дисков и поиски экзоспутников.
Ранее ученые открыли «запретную» экзопланету с удивительным составом атмосферы.
Источник: hi-tech.mail.ru