Учёные объяснили, почему у Юпитера больше крупных спутников, чем у Сатурна

Международная команда учёных из Японии и Китая разработала модель, объясняющую различия в системах спутников Юпитера и Сатурна. Исследование показало, что ключевую роль в формировании крупных спутников играет сила магнитного поля планет.

Юпитер и Сатурн — крупнейшие планеты Солнечной системы, известные своими многочисленными спутниками. У Юпитера их более 100, а у Сатурна — более 280. Однако среди спутников Юпитера выделяются четыре крупных луны — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто, в то время как у Сатурна только один крупный спутник — Титан. Это различие долгое время оставалось загадкой для астрономов.

Исследование возглавил Юри И. Фудзии из Киотского университета и Университета Нагоя. В команду также вошли Масахиро Огихара из Шанхайского университета Цзяо Тун и Ясунори Хори из Центра астробиологии в Митаке. Учёные провели численные симуляции, чтобы изучить, как магнитные поля и термические свойства Юпитера и Сатурна влияли на формирование их спутников. Для расчетов использовался кластер Национальной астрономической обсерватории Японии.

Источник: NASA / JPL / DLR

Результаты показали, что сильное магнитное поле Юпитера (417 микротесла) создало магнитосферную полость в аккреционном диске, что позволило крупным спутникам уцелеть. У Сатурна магнитное поле слабее (21 микротесла), поэтому его спутники не смогли удержаться в диске. Это объясняет, почему у Юпитера четыре крупных спутника, а у Сатурна только один.

Исследование также объясняет, почему Каллисто не входит в орбитальный резонанс с Ио, Европой и Ганимедом (1:2:4). Эти результаты могут быть полезны для изучения экзопланет и их спутников. Например, газовые гиганты, похожие на Юпитер, вероятно, формируют компактные системы крупных спутников, тогда как планеты, подобные Сатурну, имеют один-два крупных спутника и множество мелких.

Работа закладывает основу для будущих исследований экзопланетных систем и помогает лучше понять процессы, происходившие в ранней Солнечной системе.

©  iXBT