Разбирането на ранната еволюция на Юпитер помага да се осветли по-широката история за това как нашата Слънчева система е развила своята специфична структура. Гравитацията на Юпитер, често наричана „архитект“ на нашата Слънчева система, играе решаваща роля за оформянето на орбиталните траектории на другите планети и за извайването на диска от газ и прах, от който те са се образували.

В ново изследване, публикувано в списание Nature Astronomy, Константин Батигин, професор по планетарни науки в Калтех, и Фред К. Адамс, професор по физика и астрономия в Мичиганския университет, представят подробен поглед върху първичното състояние на Юпитер.

Техните изчисления разкриват, че приблизително 3,8 милиона години след формирането на първите твърди тела в Слънчевата система – ключов момент, когато дискът от материал около Слънцето, известен като протопланетна мъглявина, се е разсейвал – Юпитер е бил значително по-голям и е имал още по-мощно магнитно поле.

„Крайната ни цел е да разберем откъде идваме, а определянето на ранните фази на формиране на планетите е от съществено значение за разрешаването на този пъзел. Това ни доближава до разбирането как се е формирал не само Юпитер, но и цялата Слънчева система“, заяви проф. Батигин.

Той и проф. Адамс подходиха към този въпрос, като изследваха малките луни на Юпитер Амалтея и Тебе, които обикалят дори по-близо до Юпитер от Йо, най-малката и най-близката от четирите големи Галилееви луни на планетата.

Тъй като орбитите на Амалтея и Тебе са леко наклонени, двамата учени анализират тези малки орбитални несъответствия, за да изчислят първоначалния размер на Юпитер: приблизително два пъти по-голям от сегашния му радиус, с прогнозен обем, еквивалентен на над 2000 Земи. Изследователите също така определиха, че магнитното поле на Юпитер по онова време е било приблизително 50 пъти по-силно, отколкото е днес.

Проф. Адамс подчерта забележителния отпечатък, който миналото е оставило върху днешната Слънчева система: „Удивително е, че дори след 4,5 милиарда години са останали достатъчно следи, които ни позволяват да реконструираме физическото състояние на Юпитер в зората на неговото съществуване“.

Важно е, че тези прозрения са постигнати чрез независими ограничения, заобикалящи традиционните несигурности в моделите за формиране на планети – които често разчитат на предположения за непрозрачността на газа, скоростта на акреция или масата на ядрото от тежки елементи. Вместо това екипът се фокусира върху орбиталната динамика на луните на Юпитер и запазването на ъгловия момент на планетата – величини, които са пряко измерими.

Техният анализ създава ясна снимка на Юпитер в момента, в който заобикалящата го слънчева мъглявина се е изпарила. Това е ключов преходен момент, в който строителните материали за формирането на планетите са изчезнали и първичната архитектура на Слънчевата система е била заключена.

Резултатите добавят важни детайли към съществуващите теории за формирането на планетите, които предполагат, че Юпитер и други гигантски планети около други звезди са се формирали чрез акреция на ядрото – процес, при който скалисто и ледено ядро бързо натрупва газ.

Тези основополагащи модели са разработвани в продължение на десетилетия от много изследователи, включително Дейв Стивънсън от Калтех, почетен професор по планетарни науки на Марвин Л. Голдбергер. Това ново изследване надгражда тази основа, предоставяйки по-точни измервания на размера, скоростта на въртене и магнитните условия на Юпитер в един ранен, ключов момент.

Проф. Батигин подчерта, че докато първите моменти на Юпитер остават затъмнени от несигурност, настоящото изследване значително изяснява представата ни за критичните етапи от развитието на планетата.

„Това, което установихме тук, е ценен ориентир. Точка, от която можем по-уверено да реконструираме еволюцията на нашата Слънчева система“, посочи той. | БГНЕС