Jak powstały księżyce Jowisza?

Astronomowie od dawna zastanawiali się jak mogły uformować się naturalne satelity gazowych olbrzymów. W nowym badaniu wykorzystali symulacje, aby lepiej zrozumieć, jak powstały księżyce Jowisza.

.Naukowcy z Aix-Marseille Université i Institut Universitaire de France, pod kierownictwem Antoine’a Schneebergera i Oliviera Mousisa, opracowali nową teorię dotyczącą formowania się największych księżyców Jowisza. Wykorzystali różne czynniki do symulacji wczesnych lat gazowego olbrzyma i formowania się niektórych jego naturalnych satelitów W badaniu opublikowanym w czasopiśmie The Planetary Science Journal.

Poprzednie badania sugerowały, że księżyc krążący wokół Ziemi powstał w wyniku zderzenia z innym dużym ciałem niebieskim – ale było to możliwe, ponieważ nasza planeta jest skalista. Inne globy, takie jak Jowisz, są gazowymi olbrzymami, co oznacza, że ich naturalne satelity nie mogły uformować się w ten sposób. Utrudniało to naukowcom wyjaśnienie, w jaki sposób uformowały się te niezwykłe ciała niebieskie.

Obecna teoria sugeruje, że we wczesnej historii Jowisz był otoczony dyskiem okołoplanetarnego (circumplanetary disk – CPD). Olbrzym ten ma obecnie 95 znanych księżyców i wiele z nich, prawdopodobnie powstało w wyniku koalescencji (proces łączenia się cząstek) i rozpadu CPD. Jednak to, jak ten proces rozpoczął się i ewoluował, wciąż pozostawało tajemnicą. Na potrzeby nowego badania naukowcy stworzyli symulację, aby zademonstrować, jak powstały księżyce Jowisza. Astronomowie skupili się na czterech największych z nich.

Naukowcy rozpoczęli od pierwotnego dysku okołoplanetarnego zbudowanego z gazu, pyłu i lodu, a następnie nadali mu prawdopodobne cechy (takie jak proporcje lodu, pyłu i gazu) w oparciu o skład księżyców Jowisza. Dodali również inne czynniki, które mogłyby wpłynąć na formowanie się tych naturalnych satelitów, takie jak czas potrzebny gazowemu olbrzymowi na uformowanie się, ciepło generowane podczas tego procesu i ile tego ciepła trafiło do CPD – a także odległość od Słońca i innych planet.

Kiedy badacze przeprowadzili symulację i zmienili stężenia pierwiastków, odkryli, że dysk okołoplanetarny podzielił się na dwa odrębne regiony lub pierścienie – wewnętrzny i zewnętrzny. Naukowcy zaobserwowali, że pierścień znajdujący się najbliżej Słońca był nieprzezroczysty, i zatrzymywał on ciepło, podczas gdy pierścień zewnętrzny był prawie przezroczysty, umożliwiając ucieczkę temperatury w przestrzeń kosmiczną.

.Astronomowie odkryli również, że z biegiem czasu pierścień wewnętrzny rozszerzał się, powodując powstawanie cieni na zewnętrznym okręgu. Naukowcy wskazują, że mogło to obniżyć temperaturę części dysku okołoplanetarnego, które były zacienione. I to właśnie te regiony, jak wykazała symulacja, ostatecznie stwardniały i mogą być wyjaśnieniem tego jak powstały księżyce Jowisza.

Emil Gołoś