В начале XVII века годов Галилео Галилей нацелил свой телескоп на Юпитер и заметил его четыре крупнейшие луны. Спустя четыре столетия ученые все еще пытаются понять, как эти спутники образовались миллиарды лет назад из диска газа, пыли и льда, который окружал юный Юпитер. Новая компьютерная симуляция предполагает, что тени, отбрасываемые внутренней областью этого диска, могли создать холодные участки в его тонкой внешней области, создавая условия для образования лун, сообщаяет служба новостей Science. Исследование вышло в Planetary Science Journal.
У Юпитера не менее 95 относительно крупных и множество небольших спутников. Астрофизики из Университета Экс-Марсель (Франция) смоделировали плоский диск, окружавший Юпитер. Они рассчитали различные свойства диска (плотность, тепловая структура и способность к самозатенению), а затем провели многочисленные симуляции их сочетания.
Модель показала, что диск разделялся на две разные области: толстую непрозрачную внутреннюю, которая удерживала свет и тепло, и более тонкую прозрачную внешнюю.
Если внутренняя область была довольно высокой, она отбрасывала длинную тень на внешнюю часть диска, защищая ее от тепла юной планеты. Такие тени создавали холодные участки на диске. Кроме того, с увеличением количества элементов тяжелее водорода и гелия (металличности) в диске его внутренняя область становилась более непрозрачной и удерживала больше тепла, вызывая рост внутренней зоны в высоту и еще более длинные тени.
Тени приводили к образованию участков с гораздо более низкими температурами по сравнению с соседними областями. Примерно через 100 000 лет после формирования диска появилась холодная область, температура которой была на 100 кельвинов (173 градуса по Цельсию) ниже по сравнению с окружающими. Эта область сохранялась в течение 80 000 лет и простиралась на расстояние, равное 123,5 радиусам Юпитера.
Эти холодные участки, по мнению авторов, заложили основу для появления крупных лун. Изучая эволюцию летучих газов в диске, ученые обнаружили, что в холодных областях на расстоянии 10 радиусов Юпитера (приблизительно в 629 000 километров от планеты) могли конденсироваться аммиак, сероводород и двуокись углерода и другие газы. Эти газы замерзали и становились твердыми зародышами для формирования лун. К примеру, Европа сегодня вращается на той же орбите, что и предсказанная холодная область.
Если гипотеза верна, то внутренние спутники, Ио и Европа, должны содержать больше летучих газов, чем внешние, Ганимед и Каллисто. Авторы надеются, что их концепция будет проверена в ходе миссий JUICE и Europa Clipper.
На спутнике Юпитера зафиксировано крупнейшее в Солнечной системе извержение
На спутнике Урана астрофизики заметили следы скрытого океана