Юпітер колись був удвічі більшим і мав магнітне поле у 50 разів потужніше — його первісна міць формувала архітектуру всієї Сонячної системи
Юпітер не завжди був таким, яким ми знаємо його сьогодні — колись він був удвічі більшим, мав магнітне поле у 50 разів потужніше, і саме ця рання могутність відіграла ключову роль у формуванні Сонячної системи. Використовуючи орбіти двох внутрішніх місяців, науковці змогли відтворити «знімок» бурхливої молодості Юпітера, обійшовши типові наукові невизначеності та додавши яскраві деталі до історії нашого космічного походження.
Роль Юпітера у формуванні Сонячної системи
Молодість Юпітера містить ключі до розуміння того, як виникла наша Сонячна система. Часто названий «архітектором» планет, Юпітер своєю величезною гравітацією впливав на орбіти сусідніх тіл і на структуру газопилового диска, з якого сформувалися планети.
Нове дослідження, опубліковане 20 травня в журналі Nature Astronomy, дає глибший погляд на загадкове минуле Юпітера. Дослідники Костянтин Батигін із Каліфорнійського технологічного інституту та Фред С. Адамс із Мічиганського університету простежили історію газового гіганта до критичного моменту — приблизно через 3,8 мільйона років після появи перших твердих частинок у Сонячній системі. Саме тоді розсіювалась протопланетна туманність — гігантська хмара речовини навколо новонародженого Сонця.
Юно виявляє зміни магнітного поля Юпітера
На той час Юпітер був ще більшою космічною потугою. За розрахунками вчених, його розміри майже вдвічі перевищували нинішні, а магнітне поле було у 50 разів сильнішим.
«Наша кінцева мета — зрозуміти, звідки ми походимо, і вивчення ранніх етапів формування планет є ключем до цієї загадки», — зазначає Батигін. «Це наближає нас до розуміння того, як формувався не лише Юпітер, а й уся Сонячна система».
Місяці як свідки минулого
Щоб відновити первісний стан Юпітера, дослідники звернули увагу на його найменші і найближчі супутники — Амальтею та Тебу. Вони розташовані ще ближче до планети, ніж Іо — найменший із чотирьох великих галілеєвих місяців.
Цікаво, що орбіти Амальтеї та Теби мають легке нахилення. Саме ці невеликі відхилення й стали цінними підказками: дослідивши їх, Батигін та Адамс змогли обрахувати, яким був Юпітер у ранній період. Результати свідчать, що молодий Юпітер мав об’єм, еквівалентний понад 2000 Земель, і був оточений магнітним полем, здатним радикально впливати на навколишній простір.
Відлуння 4,5 мільярда років тому
Адамс наголошує на вражаючій здатності давнього минулого залишати сліди: «Вражає, що навіть через 4,5 мільярда років залишилося достатньо слідів, щоб ми змогли реконструювати фізичний стан Юпітера на світанку його існування».
Це відкриття стало можливим завдяки незалежним параметрам, що обійшли традиційні невизначеності в моделях формування планет (як-от непрозорість газу, темпи акреції або маса твердого ядра). Замість цього команда зосередилась на орбітальній динаміці супутників Юпітера та збереженні кутового моменту — безпосередньо вимірюваних величинах. Це дозволило створити точний «знімок» Юпітера в момент, коли зникала сонячна туманність, і закріпилася структура зародкової Сонячної системи.
Уточнення теорій формування планет
Результати додають вагомі деталі до існуючих теорій формування планет, які стверджують, що Юпітер і подібні гіганти навколо інших зір з’являються шляхом акреції — коли тверде ядро стрімко накопичує газ. Ці моделі розвивалися десятиліттями, зокрема за участю Дейва Стівенсона з Caltech. Нове дослідження поглиблює їх, додаючи точніші дані про розміри, швидкість обертання та магнітне поле Юпітера в критичний момент його еволюції.
Новий орієнтир в історії Сонячної системи
Батигін підсумовує: «Хоча перші моменти існування Юпітера залишаються в тіні, нинішнє дослідження значно прояснює наше уявлення про його ранні стадії розвитку. Те, що ми встановили, — це цінний орієнтир. Точка, з якої ми можемо з більшою впевненістю відтворювати еволюцію нашої Сонячної системи».
