Таємничу асиметрію астероїдів Юпітера можна нарешті пояснити
Юпітер не самотній на своєму орбітальному шляху навколо Сонця. Дві гігантські рої астероїдів потрапили в пастку гравітаційної взаємодії між газовим гігантом і нашою зіркою, що ведуть і слідують за Юпітером.
Між цими роями, відомими разом як трояни, на сьогодні ідентифіковано понад 12 000 астероїдів , але є цікава таємниця, яка збентежила вчених: провідний рій, відомий як Греки або рій L4, має значно більше астероїдів, ніж троянці, що відстають. або L5, хоча обидві групи здаються однаково стабільними.
Тепер команда вчених має відповідь: зміна відстані Юпітера від Сонця в перші дні існування Сонячної системи. Зокрема, рух із ближчої близькості до його поточної орбіти.
«Ми припускаємо, що зовнішня, з точки зору відстані до Сонця, швидка міграція Юпітера може спотворити конфігурацію троянських роїв, що призведе до більш стабільних орбіт у рої L4, ніж у L5», — каже астроном Цзянь Лі з Нанкіна. Університет в Китаї.
«Цей механізм, який тимчасово викликав різні шляхи еволюції для двох груп астероїдів , які мають спільну орбіту Юпітера, дає нове та природне пояснення неупередженого спостереження, що астероїдів L4 приблизно в 1,6 раза більше, ніж астероїдів у зграї L5. “
L4 і L5 відносяться до точок Лагранжа , гравітаційно стабільних точок, які виникають під час взаємодії двох тіл. Кожна система двох тіл має п’ять точок Лагранжа, де гравітаційна взаємодія між двома тілами врівноважується доцентровою силою, необхідною для того, щоб маленьке тіло рухалося разом з ними.
Три з цих точок лежать уздовж прямої, що з’єднує два великих тіла. Решта два, L4 і L5, поділяють орбітальну траєкторію меншого з двох тіл, L4 ведучого та L5 заднього.
Греки і троянці Юпітера, згідно з десятиліттями досліджень, повинні бути такими ж численними. Ці дві популяції мають майже ідентичні властивості, пов’язані з їхньою стабільністю та живучістю, але греки чисельно значно переважають троянців. Щоб з’ясувати причину, Лі та його колеги вирішили змоделювати ранню еволюцію Юпітера на основі того, що називається ранньою нестабільністю планет-гігантів.
Ця теорія припускає, що Юпітер сформувався в іншому місці, ніж його поточне положення, але був виведений з ладу внаслідок гравітаційного руйнування іншого планетарного тіла на початку історії Сонячної системи.
Гіпотеза Великого Тека , яка може вирішити кілька проблем із Сонячною системою, припускає, що Юпітер рухався всередину до Сонця, а потім знову рухався назад на поточну відстань.
Згідно з моделлю команди, асиметрія в популяції троянів може бути відтворена під час швидкої зовнішньої міграції, під час якої трояни втрачаються. Греки, навпаки, губляться під час внутрішньої міграції. Модель команди припускає, що Юпітер мігрував назовні більше, ніж усередину, що призвело до більшої популяції греків.
Цей сценарій відрізняється від дослідження 2019 року, яке виявило, що асиметрія є результатом виключно внутрішньої міграції , але він краще узгоджується з гіпотезою Великого Тека.
Модель, як вона є, є досить цікавою відправною точкою, але дослідники відзначають, що вона відносно груба. Майбутні дослідження можуть працювати над створенням більш детальної моделі, щоб з’ясувати, чи кількість, порядок або тривалість міграцій мають відношення до кількості троянів.
Поточна робота також не враховувала потенційний вплив Сатурна, Урана чи Нептуна. Для більш точного результату можна було б включити ці тіла.
А виявлення більшої кількості троянів дасть точніший опис популяції цих об’єктів, що також допоможе уточнити майбутній аналіз, кажуть дослідники. Але напрямок дослідження виглядає багатообіцяючим.
«Характеристики нинішньої Сонячної системи зберігають ще нерозгадані таємниці її формування та ранньої еволюції», — каже астроном Ніколаос Георгакаракос з Нью-Йоркського університету Абу-Дабі в Об’єднаних Арабських Еміратах.
«Здатність успішно моделювати подію на ранній стадії розвитку Сонячної системи та застосовувати ці результати до сучасних питань також може бути ключовим інструментом, оскільки астрофізики та інші дослідники працюють, щоб дізнатися більше про світанок нашого світу».
