Когда-то Юпитер был в два раза больше, чем сейчас
Один из самых узнаваемых атрибутов Юпитера - его огромные размеры. Диаметр самой большой планеты нашей Солнечной системы составляет 88 800 миль, она в 11 раз шире Земли и в два раза массивнее всех своих планет, вместе взятых. Но согласно последним расчетам, основанным на данных о самых крошечных лунах газового гиганта, астрономы полагают, что когда-то Юпитер был более чем в два раза больше своего нынешнего размера, а его магнитное поле было в 50 раз сильнее. Эти гаргантюанские размеры не только впечатляют - они сыграли важную роль в формировании нашей Солнечной системы в том виде, в котором она существует сегодня. Новые выводы подробно изложены в исследовании, опубликованном 20 мая в журнале Nature Astronomy.
Чтобы лучше понять первобытные стадии Юпитера, исследователи обратились к самой крошечной из 92 известных лун планеты. Альматея и Феба обращаются вокруг Юпитера по слегка наклонным орбитам на высоте 112 400 и 138 000 миль над облаками планеты.
Проанализировав динамику этих орбитальных расхождений, а также сохранение углового момента планеты, команда смогла оценить ее радиус и внутреннее состояние примерно через 3,8 миллиона лет после образования первых твердых тел в Солнечной системе. В то время Солнце было окружено диском из материала, известного как протопланетная туманность, который постепенно рассеивался, превращаясь в планеты, которые мы знаем и любим. Основываясь на своих расчетах, исследователи полагают, что ранний Юпитер был в 2-2,5 раза больше, чем сейчас, и обладал гораздо более мощным магнитным полем.
«Удивительно, что даже спустя 4,5 миллиарда лет сохранилось достаточно сведений, чтобы мы могли восстановить физическое состояние Юпитера на заре его существования, - говорит Фред Адамс, один из соавторов исследования и профессор физики и астрономии Мичиганского университета.
Сосредоточившись на непосредственно измеряемой информации от лун Юпитера и сохранении его углового момента, команда смогла обойти многие из распространенных неопределенностей, которые являются проблемой для моделей формирования планет. Они часто требуют от астрономов делать предположения о таких переменных, как непрозрачность газа, скорость аккреции и масса ядра тяжелых элементов.
По словам команды, их новые расчеты расширяют не только представления экспертов о Юпитере. Эти факторы могут быть применены к эволюции других планет-гигантов, обращающихся вокруг звезд. Они также предполагают, что газовые гиганты обычно формируются путем аккреции ядра - когда газ быстро скапливается вокруг ядра из льда и камня.
«Наша конечная цель - понять, откуда мы взялись, и определение ранних фаз формирования планет очень важно для решения этой головоломки», - сказал Константин Батыгин, профессор планетарных наук Калтеха и соавтор исследования. «Это приближает нас к пониманию того, как формировался не только Юпитер, но и вся Солнечная система».
