Юпитер раздулся: учёные выяснили, каким был газовый гигант в начале времён
Юпитер — крупнейшая планета Солнечной системы — когда-то был ещё крупнее. Новое исследование, опубликованное в Nature Astronomy, показывает, что в первые миллионы лет своего существования газовый гигант был почти вдвое больше и обладал магнитным полем, в 50 раз превышающим сегодняшнее по мощности.
Исследователи из Калтеха и Мичиганского университета рассчитали, что около 3,8 миллиона лет после начала формирования Солнечной системы объём Юпитера превышал 2000 объёмов Земли. Постепенно, по мере охлаждения и сжатия, планета обрела свои нынешние размеры. Ключ к этому открытию — наклоненные орбиты двух внутренних спутников Юпитера: Амальтеи и Фивы.
Прото-Юпитер обладал одним из самых мощных магнитных полей среди планет ранней Солнечной системы — около 21 гаусса против сегодняшних 4–14. Этот феномен связан с мощной циркуляцией электрических токов в металлическом водороде, находящемся глубоко под облаками планеты. Даже сейчас магнитосфера Юпитера остаётся самой масштабной среди всех планет, простираясь на миллионы километров — до орбиты Сатурна.
Структура поля сложна: основная ось наклонена на 10° от оси вращения, как у Земли, но с противоположной полярностью, а само поле включает более тонкие компоненты, включая квадрупольные и октупольные.
Амальтея и Фива давно известны своей синхронной вращательной динамикой: обе всегда обращены к Юпитеру одной стороной. Однако их слегка наклонённые орбиты стали ключом к разгадке прошлого планеты. Учёные выяснили, что эти наклоны связаны с резонансными взаимодействиями с другим спутником — Ио — который со временем удалялся от Юпитера под действием приливных сил.
Так, орбитальный наклон Амальтеи объясняется прохождением через 3:1 резонанс с Ио, а более выраженный наклон Фивы — результат череды резонансов: 4:2, 5:3 и других. По этим данным удалось уточнить и древнюю орбиту Ио — она находилась на расстоянии 4,02–4,92 радиуса Юпитера от центра планеты.
Исследование даёт новое представление о том, каким был Юпитер в юности — гигантским, горячим и с мощнейшим магнитным полем. Эти данные важны не только для понимания истории планеты, но и для общей картины формирования планет-гигантов в других звёздных системах.
Прекрасно, теперь мы знаем, что даже Юпитер в молодости страдал от избыточного веса и раздутого самомнения. А магнитное поле в 50 раз мощнее нынешнего — видимо, компенсация за неудавшуюся карьеру звезды.
Юпитер оказался ещё более грандиозным, чем мы думали! А я всегда верил, что за его величественной внешностью скрывается горячая и притягательная молодость. Теперь понятно, почему он так мастерски держит в плену своих спутников!
Подписывайся на наш канал Telegram 👉 @qbitcats — наука, технологии и искусственный интеллект каждый день.