V-kosmose.com

Откуда прибыл Юпитер. Подсказку нашли в троянских астероидах

Планеты мигрируют! Они не возникли в теперешних локациях, а закрепились на орбитах после череды столкновений и переселений. В новом исследовании ученые показывают, откуда прибыла крупнейшая планета Солнечной системы.

Отличаемся от соседей

Художественное видение новой планеты-гиганта PTFO8-8695 b, которая будет вращаться вокруг звезды в созвездии Ориона с периодичностью в 11 часов. Кажется, что гравитация от новой звезды оттягивает внешние слои планеты, напоминающей Юпитер.

Художественное видение новой планеты-гиганта PTFO8-8695 b, которая будет вращаться вокруг звезды в созвездии Ориона с периодичностью в 11 часов. Кажется, что гравитация от новой звезды оттягивает внешние слои планеты, напоминающей Юпитер.

Внимательно посмотрите на чужие звездные системы и заметите, что количество и расположение экзопланет отличается от нашей картины. Можно найти миры земного типа, лавовые или замороженные планеты. Однако больше всего вопросов вызывает категория «горячих Юпитеров».

Эти чужие газовые гиганты напоминают или превосходят Юпитер по размеру. Однако главное отличие состоит в их удаленности от звезды. Если Юпитер расположен на расстоянии 5 а.е. от Солнца, то его газовые собратья отдалены всего на 0.05 а.е. То есть, эти гиганты греются при расстоянии Меркурий-Солнце! Почему наш Юпитер расположен так далеко?

Планетарная миграция

На этом рисунке продемонстрированы три возможных сценария эволюции астероидных поясов. На верхней панели планета с размером Юпитера мигрирует сквозь пояс астероидов, рассеивая материал и препятствуя формированию жизни на планетах. Второй сценарий показывает нашу модель Солнечной системы: планета размером с Юпитер, которая движется немного внутрь, но расположена за пределами астероидного пояса. На третьей иллюстрации крупный мир лишен процесса миграции, из-за чего создается массивный пояс астероидов, чей материал начнет атаковать планеты и, возможно, предотвратит развитие жизни.

На этом рисунке продемонстрированы три возможных сценария эволюции астероидных поясов. На верхней панели планета с размером Юпитера мигрирует сквозь пояс астероидов, рассеивая материал и препятствуя формированию жизни на планетах. Второй сценарий показывает нашу модель Солнечной системы: планета размером с Юпитер, которая движется немного внутрь, но расположена за пределами астероидного пояса. На третьей иллюстрации крупный мир лишен процесса миграции, из-за чего создается массивный пояс астероидов, чей материал начнет атаковать планеты и, возможно, предотвратит развитие жизни.

Одна из теорий указывает на миграцию планет. Полагают, что горячие Юпитеры формируются за чертой снеговой линии (внешняя звездная система), а потом приближаются к родной звезде. Причиной может послужить естественная орбитальная миграция II типа (происходит во время фазы звездной туманности, когда все еще присутствует газ) или же все дело во внезапном столкновении с другими массивными планетами.

Но Юпитер все еще находится далеко. Почему же планета не мигрировала ближе к Солнцу и где сформировалась?

Помощь от астероидов

Распределение астероидов в Солнечной системе

Распределение астероидов в Солнечной системе

В недавнем исследовании ученые показали, что изначально самый большой газовый гигант Солнечной системы располагался в 4 раза дальше от Солнца, чем в современном положении. Выводы говорят о том, что Юпитер начал приближаться к звезде по спиральному пути, когда по размеру напоминал нашу Землю (4.5 млрд. лет назад). Смещение к сегодняшней орбите началось через 2-3 млн. лет после формирования основы Юпитера, а на сам процесс перемещения пришлось потратить где-то 700 000 лет.

Что служит доказательством? Подсказкой стала компьютерная модель, основанная на расположении двух семейств троянцев (астероидная группа). Обе группы состоят из тысяч объектов и вращаются на той же удаленности от Солнца, что и Юпитер. Но удивительным стал факт того, что в одной группе было на половину больше астероидов, чем во второй.

Чтобы найти причину асимметрии, исследователи провели симуляцию. В итоге, удалось вывести наиболее вероятный сценарий развития событий в прошлом. Сегодняшняя картина с троянскими астероидами вокруг Юпитера может наблюдаться лишь в том случае, если планета изначально располагалась на расстоянии 20 а.е. от звезды Солнечной системы.

Постскриптум

Расчеты показывают, что астероидные группы начали притягиваться к планете в тот момент, когда у Юпитера еще не было масштабного атмосферного слоя. То есть, все эти космические скалы по составу могут походить на ядро газового гиганта, а потому заслуживают внимания ученых.