Земля имеет только одну луну, но десятки естественных спутников вращаются вокруг Юпитера, самой большой планеты в нашей Солнечной системе. И новые члены отряда Юпитера все еще обнаруживаются. Еще в декабре 2022 года группа астрономов опубликовала орбиты 12 ранее неизвестных лун вокруг планеты. Это доводит текущее количество спутников вокруг Юпитера до 92 и снова ставит Юпитер в лидеры по количеству спутников, вращающихся вокруг планеты. Подсчет стал официальным 20 января 2023 г. и был объявлен в феврале 2023 г.
Скотт С. Шеппард из Института наук Карнеги руководил поиском новых объектов в далеком поясе Койпера, огромном кольце обломков, которое находится за пределами Нептуна, и был частью команды, которая нашла эти спутники. Шеппард и его коллеги также обнаружили 12 ранее неизвестных спутников вокруг Юпитера в 2018 году, а также 20 новых спутников вокруг Сатурна в 2019 году.
В 1610 году великий астроном Галилео Галилей заметил четыре небесных тела, которые, казалось, вращались вокруг Юпитера. Названные Ио, Европа, Ганимед и Каллисто, это самые большие спутники Юпитера на сегодняшний день, и они были обнаружены первыми. По мере того, как технология наблюдения за звездами становилась все более сложной, стало ясно, что у квартета много друзей. Эти последние спутники маленькие и имеют период обращения один или два года, в отличие от «большой четверки», которые огромны и имеют период обращения менее 17 дней.
Юпитер всегда имел наибольшее количество спутников в Солнечной системе, до 2019 года, когда Сатурн временно занял эту корону с 82 спутниками. В настоящее время у Сатурна 83 спутника. У Урана их 27, а у Нептуна - 14. У Марса, нашего любимого ближайшего соседа, есть два спутника: Деймос и Фобос. И если это заставляет вас чувствовать себя неуверенно из-за одинокой луны Земли, по крайней мере, вы можете найти утешение в том факте, что Меркурий и Венера полностью лишены луны.
Есть причина, по которой у Юпитера так много спутников, а у других планет - например, у нас - так мало. Все сводится к гравитации.
Влияние гравитации на спутники
Астрономы делят планеты Солнечной системы на две категории. Меркурий, Венера, Земля и Марс являются так называемыми «земными» или «внутренними» планетами, тогда как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун были классифицированы как «газовые гиганты», также известные как «внешние планеты».
Разница в размерах между этими фракциями весьма значительна; хотя Уран - самая маленькая внешняя планета, он все же в 15 раз массивнее Земли, самой большой из внутренних планет. Однако ни одна из других планет не может соперничать с Юпитером по своим размерам. Вам потребуется более 300 дубликатов нашего маленького родного мира, чтобы сравняться с колоссальной массой Юпитера. Это настоящий монстр.
Теперь, как заметил Исаак Ньютон, существует положительная корреляция между массой объекта и силой его гравитационного поля. Поскольку газовые гиганты настолько массивны, они могут привлекать больше спутников.
Но это не единственная причина, по которой такие планеты, как Юпитер, имеют такие большие коллекции лун. Газовые гиганты нашей Солнечной системы находятся относительно далеко от Солнца. Напротив, у некоторых звезд есть массивные, подобные Юпитеру планеты, называемые «горячими юпитерами». По сути, это газовые гиганты, которые вращаются в непосредственной близости от своих звезд. (Представьте, если бы Сатурн поменялся местами с Меркурием.)
В статье 2010 года французского астронома Фатхи Намуни утверждается, что у горячих Юпитеров мало спутников, если они вообще есть. Считается, что эти планеты возникают в отдаленных частях своих солнечных систем, а затем мигрируют внутрь. По пути их спутники попадают в перетягивание каната. Газовые гиганты могут быть большими, но звезды намного больше. Таким образом, у них гораздо более сильное гравитационное поле. Итак, когда горячий Юпитер подойдет слишком близко к своей звезде, звезда в конечном итоге украдет его спутники.
Расстояние компенсирует эту способность. Чем дальше вы уходите от солнца, тем слабее становится его гравитационное притяжение. Следовательно, если Намуни прав, настоящий Юпитер имеет 92 спутника и продолжает расти, потому что это безумно массивная планета, которая находится достаточно далеко от Солнца, чтобы избежать лунной кражи.
Одна большая юпитерианская семья
Спутники Юпитера вряд ли монолитны. У некоторых из них есть причуды, хорошо известные энтузиастам астрономии: на Ио полно действующих вулканов, на Европе есть скрытый океан, в котором могут обитать инопланетяне, а Ганимед, размером в две трети размера Марса, является крупнейшим спутником в мире. вся солнечная система.
Эти три спутника вместе с Кастильо, вероятно, сформировались в тандеме с самим Юпитером. Большая планета, вероятно, начиналась как диск из газа и пыли, который в конечном итоге стал газовым гигантом, которого мы знаем сегодня. В то время как Юпитер формировался, часть материала, вращающегося вокруг него, объединилась в четыре спутника, которые Галилей наблюдал в 1610 году. Возможно, Сатурн помог продвинуть этот процесс. Также была выдвинута гипотеза, что у раннего Юпитера было несколько неудавшихся спутников, которые были втянуты в огромную планету и поглощены ею.
Другие спутники не обязательно были доморощенными. Ученые считают, что многие спутники Юпитера возникли как дрейфующие куски скалы, которые попали в ловушку гравитационного притяжения планеты.
«Юпитер можно рассматривать как своего рода мини-солнечную систему, потому что его гравитация контролирует тысячи маленьких тел», - сказал Шеппард в пресс-релизе. «Только Солнце оказало большее влияние, чем Юпитер, на форму нашей планетарной окрестности».
Прежде чем закончить, поговорим о поведении Луны. Многие спутники Юпитера вращаются в том же направлении, что и Юпитер. Но есть и те, которые идут обратным путем. С таким количеством тел, вращающихся в разных направлениях, столкновения неизбежны. Луны, которые врезаются друг в друга, вполне могут быть уничтожены в процессе. Точно так же, как Юпитер приобретает новые спутники, он находит способы потерять некоторые из старых.
Это последнее открытие может не стать концом лунной охоты. Новые технологии упростили поиск тусклых объектов, движущихся на фоне звезд. Шеппард и его коллеги считают, что вокруг Юпитера и Сатурна можно обнаружить гораздо больше спутников, а также вокруг Нептуна и Урана, хотя их крайнее расстояние от Земли затрудняет их подтверждение.
Интересно
По словам астронома Нила Ф. Коминса, если бы у планеты Земля было две луны вместо одной, наши ночи стали бы ярче, потому что от лунных поверхностей отражалось бы в два раза больше солнечного света. Кроме того, мы увидим значительно более высокие приливы, что сделает многие прибрежные районы необитаемыми.