Загадочная асимметрия астероидов Юпитера наконец может быть объяснена

Юпитер не одинок на своем орбитальном пути вокруг Солнца. Два гигантских роя астероидов попали в ловушку гравитационного взаимодействия между газовым гигантом и нашей звездой, опережая и отставая от Юпитера в его космическом измерении.

Между этими роями, известными под общим названием трояны, мы на сегодняшний день идентифицировано более 12 000 астероидов, но есть любопытная загадка, которая сбила ученых с толку: ведущий рой, известный как греки или рой L4, имеет значительно больше астероидов, чем троянцы или L5, хотя обе группы кажутся одинаково стабильными. /p>

Теперь у группы ученых есть ответ: изменение расстояния Юпитера от Солнца в первые дни существования Солнечной системы. В частности, перемещаясь от более близкого расстояния к его текущей орбите.

«Мы предполагаем, что внешнее, с точки зрения расстояния до Солнца, быстрое перемещение Юпитера может исказить конфигурацию троянских роев, что приведет к более стабильные орбиты в рое L4, чем в рое L5», — говорит астроном Цзянь Ли из Нанкинского университета в Китае.

«Этот механизм, который временно вызвал разные пути эволюции для двух групп астероидов, которые делят орбиту Юпитер, дает новое и естественное объяснение непредвзятому наблюдению, что астероиды L4 примерно в 1,6 раза больше, чем астероиды в рое L5.»

L4 и L5 относятся к точкам Лагранжа, гравитационно стабильным точкам, которые происходят при взаимодействии двух тел. Каждая система двух тел имеет пять точек Лагранжа, в которых гравитационное взаимодействие между двумя телами уравновешивается центростремительной силой, необходимой для того, чтобы небольшое тело двигалось вместе с ними.

Три из этих точек лежат вдоль линии, соединяющей два больших тела. Оставшиеся два, L4 и L5, разделяют орбитальный путь меньшего из двух тел, L4 впереди и L5 сзади.

Греки и троянцы Юпитера, согласно десятилетиям исследований, должны быть столь же многочисленны. Эти две популяции имеют почти одинаковые свойства, связанные с их стабильностью и живучестью, но греки намного превосходят численностью троянцев. Чтобы выяснить, почему, Ли и его коллеги решили смоделировать раннюю эволюцию Юпитера, основываясь на так называемой ранней нестабильности планеты-гиганта.

Эта теория предполагает, что Юпитер сформировался не в том месте, где сейчас находится, но был вытеснен. в результате гравитационного разрушения другого планетарного тела в начале истории Солнечной системы.

Гипотеза Гранд-Тэка, которая могла бы решить несколько проблем Солнечной системы, предполагает, что Юпитер двигался внутрь к Солнцу, а затем возвращался обратно. снова на свое текущее расстояние.

Согласно модели группы, асимметрия в популяции троянов может быть воспроизведена во время быстрой внешней миграции, во время которой трояны теряются. Греки, с другой стороны, теряются во время внутренней миграции. Модель команды предполагает, что Юпитер мигрировал наружу больше, чем внутрь, что привело к увеличению населения греков.

Этот сценарий отличается от исследования 2019 года, которое показало, что асимметрия была результатом исключительно внутренней миграции, но она лучше согласуется с гипотезой Гранд Тэка.

Модель в ее нынешнем виде является довольно интересной отправной точкой, но исследователи отмечают, что она относительно грубая. Будущие исследования могут помочь в создании более подробной модели, чтобы выяснить, связаны ли количество, порядок или продолжительность миграций с количеством троянов.

В текущей работе не учитывались потенциальные последствия. Сатурна, Урана или Нептуна тоже. Для более точного результата можно было бы включить и эти тела.

Идентификация большего количества троянов даст более точное описание популяции этих объектов, что также поможет уточнить будущие анализы, говорят исследователи. Но направление исследований выглядит многообещающе.

«Характеристики нынешней Солнечной системы хранят в себе неразгаданные тайны ее формирования и ранней эволюции», — говорит астроном Николаос Георгакаракос из Нью-Йоркского университета Абу-Даби в Соединенных Штатах. Арабские Эмираты.

«Возможность успешно смоделировать событие на ранней стадии развития Солнечной системы и применить эти результаты к современным вопросам также может быть ключевым инструментом, поскольку астрофизики и другие исследователи работают над узнать больше о заре нашего мира».

Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.