Астрономы объяснили, почему у Юпитера много крупных спутников, а у Сатурна — только Титан
Астрономы из Японии и Китая, включая Киотский университет, предложили объяснение давней загадке: почему у Юпитера несколько гигантских спутников, а у Сатурна из крупных лун по сути только Титан. Результаты моделирования опубликованы в журнале Nature Astronomy.
Известно, что у Юпитера более 100 подтвержденных спутников, а у Сатурна — свыше 280. Однако среди них выделяются четыре крупные луны Юпитера: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Ганимед — самый большой спутник в Солнечной системе. У Сатурна же основным крупным спутником является Титан, уступающий по размерам только Ганимеду.
Ученые давно спорили, почему системы спутников двух газовых гигантов так отличаются. Авторы нового исследования создали модель, которая учитывает внутреннюю структуру и тепловую эволюцию молодых Юпитера и Сатурна, а также динамику их околопланетных дисков — вращающихся облаков материала, из которых формируются луны.
Расчеты показали, что у молодого Юпитера было мощное магнитное поле, создававшее так называемую магнитосферную полость во внутренней части его диска. Эта защитная зона помогала захватывать и сохранять крупные спутники — Ио, Европу и Ганимед — по мере их миграции в диске. Магнитное поле молодого Сатурна оказалось недостаточно сильным, чтобы сформировать подобную полость, поэтому луны, перемещавшиеся внутри его диска, не выживали.
По версии исследователей, эта разница и привела к тому, что архитектура спутниковых систем планет-гигантов сильно отличается. Модель также позволяет прогнозировать, какие спутниковые системы могут существовать у экзопланет. Согласно ей, планеты размером с Юпитер или больше должны чаще иметь компактные системы с несколькими лунами, а газовые планеты ближе по размеру к Сатурну — обычно обзаводятся лишь одним-двумя крупными спутниками.
Как отмечают авторы, проверять теории формирования планет сложно, поскольку для reference у нас только Солнечная система, однако близкие спутниковые системы можно наблюдать в деталях. Ученые планируют применить свою модель к другим лунам и возможным экзолунам у далеких планет.
