Спутник Юпитера Каллисто обращается вокруг планеты «не как все» из-за ловушки, пишут исследователи из Калифорнийского технологического института (США) в недавней статье. По их расчетам, эта ловушка возникла более четырех миллиардов лет назад в том газопылевом диске вокруг газового гиганта, в котором и формировались спутники.
Напомним, у Юпитера на сегодня известно уже 97 спутников, но самыми знаменитыми остаются четыре крупнейших, открытых еще в начале XVII века Галилеем: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто.
Астрономы давно обратили внимание на удивительно гармоничное расположение большинства из них: пока Ганимед совершает один полный оборот вокруг Юпитера, Европа успевает сделать два, а Ио — четыре. Такую «синхронность» называют орбитальным резонансом, и это считается не просто совпадением, а результатом гравитационного взаимодействия небесных тел.
Но Каллисто почему-то не принадлежит к этому «клубу» и вообще держится несколько обособленно: если остальные три луны разделяют 250-400 тысячи километров, то между орбитами Ганимеда и Каллисто — целых 800 тысяч километров.
Все это и стало одной из загадок Солнечной системы. Астрофизики считают, что в орбитальный резонанс луны Юпитера вошли сразу не во время своего формирования, а уже впоследствии — в результате постепенной миграции. До сих пор предполагалось, что Каллисто родилась позже всех либо формировалась очень медленно и потому не успела мигрировать вместе со всеми.
Теперь у ученых сложилась другая версия: на самом деле все четыре спутника появились на свет одновременно и смещались ближе к Юпитеру вместе, но сама среда вокруг гиганта была неоднородной: в газопылевом диске вокруг планеты возникло что-то вроде препятствия — область более высокой плотности и давления. Как объясняют астрофизики, она служила некой «горкой», через которую было не так просто «перекатиться».
Исследователи смоделировали миграцию юпитерианских лун в присутствии этой «горки» и обнаружили, что спутники по очереди своей гравитацией помогали друг другу через нее перебраться, но Каллисто с этой задачей не вполне справилась.
Спутнику нужно было «подтолкнуть» к Юпитеру тяжеловесный Ганимед, и этот маневр не сработал как надо — две луны на короткое время вошли в орбитальный резонанс, но эта гравитационная сцепка быстро разорвалась. В результате Ганимед все же «скатился» с горки и вошел в резонанс с Европой и Ио, но Каллисто «отскочила» назад и не смогла присоединиться к этому «клубу».
Возникает вопрос, откуда могла взяться эта «горка» в протолунном диске. По одной из версий, она могла сформироваться вдоль так называемой снеговой линии — той невидимой черты вокруг молодого и горячего Юпитера, в пределах которой было слишком жарко для долгого сохранения ледяных частиц.
Ранее планетологи пришли к выводу, что вулканически активная Ио изначально сформировалась как безводный мир, в отличие от остальных Галилеевых спутников Юпитера.