Dincolo de singurul satelit al Pământului (Luna), Sistemul Solar este plin de luni. De fapt, Jupiter are doar 79 de sateliți naturali cunoscuți, în timp ce Saturn are cele mai cunoscute luni ale oricărui corp astronomic - un robust 82. Pentru cel mai lung timp, astronomii au teoretizat că lunile se formează din discurile circumplanetare din jurul unei planete părinte și că lunile și planeta se formează unul lângă celălalt.
Cu toate acestea, oamenii de știință au efectuat simulări numerice multiple care au arătat că această teorie este defectuoasă. Ba mai mult, rezultatele acestor simulări sunt în contradicție cu ceea ce vedem în întregul sistem solar. Din fericire, o echipă de cercetători japonezi a realizat recent o serie de simulări care au oferit un model mai bun al modului în care discurile de gaz și praf pot forma tipurile de sisteme lunare pe care le vedem astăzi.
În jurul planetelor precum Saturn, lunile mari ca Titan sunt împerecheate cu câteva luni mai mici și sute de mici. Situația este aceeași cu Jupiter și Uranus, care au o mână de sateliți mari care reprezintă majoritatea masei din sistem, în timp ce restul este mic sau chiar mic prin comparație. Niciunul dintre aceste exemple nu este în concordanță cu ceea ce au arătat modelele anterioare de formare a lunii.
Abordând această diferență, profesorii asistenți Yuri Fujii și Masahiro Ogihara - de la Universitatea Nagoya și respectiv Observatorul Astronomic Național al Japoniei (NAOJ) - au derulat un nou model de formare a lunii, care a încorporat o distribuție a temperaturii mai realistă bazată pe diferite grade de praf și gheata din discul protoplanetar.
Apoi au efectuat o serie de simulări cu acest model care a luat în considerare presiunea din gazul discului și influența pe care ar avea-o forța gravitațională a altor sateliți. Conform simulărilor lor, modelul dezvoltat de Fujii și Ogihara permite dezvoltarea unui sistem de sateliți dominat de o singură lună mare - așa cum vedem cu Titan și Saturn.
Ba mai mult, au descoperit că praful de pe un disc circumplanetar ar putea crea o „zonă de siguranță” care să împiedice luna mare să cadă pe planetă pe măsură ce sistemul evoluează. Scenariul în care se întâmplă acest lucru (prezentat mai jos) constă din patru pași, dintre care al treilea din al patrulea se întâmplă în simularea Fujii și Ogihara.
În primul pas, un disc conținând gaz și praf se rotește în jurul planetei pe măsură ce se formează și materialele solide se condensează în disc. În pasul doi, componentele solide ale discului cresc la dimensiunea satelitului din discul circumplanetar. În etapa a treia, orbitele acestor sateliți se schimbă treptat datorită influenței gazului din disc.
Din acest moment, mulți dintre sateliți se apropie de planetă pe orbitele lor și în cele din urmă cad în ea. Între timp, un satelit mare cu o orbită într-o „zonă de siguranță” este capabil să-și mențină distanța față de planetă. În a patra și ultima etapă, gazul de pe disip se disipează și satelitul care supraviețuiește în „zona de siguranță” rămâne pe o orbită stabilă.
„Am demonstrat pentru prima dată că se poate forma un sistem cu o singură lună mare în jurul unei planete uriașe”, a spus Fujii într-un comunicat recent CFCA. „Aceasta este o etapă importantă pentru a înțelege originea Titanului.”
Cu toate acestea, modelul are limitări în ceea ce privește Titan și alte sisteme lunare din Sistemul nostru solar - toate formându-se miliarde de ani în urmă împreună cu planetele solare. Pe partea de plus, s-ar putea dovedi foarte utile astronomilor care studiază în prezent sisteme exoplanetare care sunt încă în proces de formare. După cum a explicat Ogihara:
„Ar fi dificil să examinăm dacă Titan a experimentat acest proces. Scenariul nostru ar putea fi verificat prin cercetarea sateliților din jurul planetelor extrasolare. Dacă se găsesc multe sisteme cu un singur exomoon, mecanismele de formare ale acestor sisteme vor deveni o problemă roșie. ”
Studiul care descrie descoperirile lor, intitulat „Formarea sistemelor cu o singură lună în jurul giganților de gaz”, a apărut recent în jurnal Astronomie & Astrofizică. Și nu uitați să consultați acest videoclip
