Юпітер не самотній на своєму орбітальному шляху навколо Сонця. Два гігантські рої астероїдів потрапили в пастку гравітаційної взаємодії між газовим гігантом і нашою зіркою, ведучи та відстаючи від Юпітера, коли він рухається за своїми космічними мірками.
Між цими роями, відомими під загальною назвою трояни, на сьогоднішній день ми ідентифікували більше 12 000 астероїдів, але є цікава загадка, яка збила вчених з пантелику: провідний рій, відомий як греки або рій L4, має значно більше астероїдів, . або L5, хоча обидві групи здаються однаково стабільними.
Тепер група вчених має відповідь: зміна відстані Юпітера від Сонця в перші дні існування Сонячної системи. Зокрема, рухаючись від ближчої відстані до своєї поточної орбіти.
«Ми припускаємо, що зовнішня, з погляду відстані до Сонця, швидка міграція Юпітера може спотворити конфігурацію троянських роїв, що призведе до стабільніших орбіт у рої L4, ніж у рої L5», — говорить астроном Цзянь Лі з Нанкіна. Університет у Китаї.
“Цей механізм, який тимчасово викликав різні шляхи еволюції для двох груп астероїдів, які ділять орбіту Юпітера, дає нове і природне пояснення неупередженому спостереженню, що астероїдів L4 приблизно в 1,6 рази більше, ніж астероїдів у рої L5.”
L4 і L5 відносяться до точок Лагранжа , гравітаційно стабільних точок, що виникають при взаємодії двох тіл. Кожна система двох тіл має п’ять точок Лагранжа, в яких гравітаційна взаємодія між двома тілами врівноважується центрівбивчою силою, необхідною для того, щоб маленьке тіло рухалося разом з ними.
Три з цих точок лежать уздовж лінії, що з’єднує дві великі тіла. Два, L4 і L5, що залишилися, поділяють орбітальний шлях меншого з двох тіл, L4 попереду і L5 позаду.
Греки та троянці Юпітера, згідно з десятиліттями досліджень, мають бути настільки ж численними. Ці дві популяції мають майже однакові властивості, пов’язані зі своїми стабільністю і живучістю, але греки набагато перевищують чисельністю троянців. Щоб з’ясувати, чому, Лі та його колеги вирішили змоделювати ранню еволюцію Юпітера, ґрунтуючись на так званій ранній нестабільності планет-гігантів.
Ця теорія передбачає, що Юпітер сформувався в іншому місці, ніж його нинішнє становище, але був витіснений гравітаційним руйнуванням іншого планетарного тіла на початку історії Сонячної системи.
Гіпотеза Гранд-Тека, яка може вирішити кілька проблем із Сонячною системою , припускає, що Юпітер рухався всередину до Сонця, а потім знову віддалявся на свою нинішню відстань.
Згідно з моделлю групи, асиметрія в популяції троянів може бути відтворена під час швидкої зовнішньої міграції, під час якої губляться трояни. Греки, з іншого боку, губляться під час внутрішньої міграції. Модель команди передбачає, що Юпітер мігрував назовні більше, ніж усередину, що призвело до збільшення населення греків. Це сценарій, відмінний від дослідження 2019 року, яке показало, що асиметрія була результатом виключно внутрішньої міграції, але він краще узгоджується з гіпотезою Гранд-Теку.
Модель у її нинішньому вигляді є досить цікавою відправною точкою, але дослідники відзначають, що вона відносно груба. Майбутні дослідження можуть бути спрямовані на створення більш докладної моделі, щоб з’ясувати, чи пов’язані кількість, порядок або тривалість міграцій з кількістю троянів. Для більш точного результату ці тіла можна було б увімкнути.
Ідентифікація більшої кількості троянів дасть точніший опис популяції цих об’єктів, що також допоможе уточнити майбутні аналізи, кажуть дослідники. Але лінія розслідування виглядає багатообіцяюче.
«Характеристики нинішньої Сонячної системи зберігають у собі досі нерозгадані таємниці її формування та ранньої еволюції», — каже астроном Ніколаос Георгакаракос з Нью-Йоркського університету Абу-Дабі в Об’ю-Дабі .
«Можливість успішно змоделювати подію на ранній стадії розвитку Сонячної системи та застосувати ці результати до сучасних питань також може бути ключовим інструментом, оскільки астрофізики та інші дослідники працюють над тим, щоб дізнатися більше про зорі нашого світу».
