3 019

Земля имеет только одну луну, но десятки естественных спутников вращаются вокруг Юпитера, самой большой планеты в нашей солнечной системе. И новые члены в отряде Юпитера все еще обнаруживаются. 16 июля 2018 года было объявлено, что группа астрономов обнаружила 12 неизвестных ранее лун вокруг планеты.

Большая находка произошла в прошлом году. Скотт Шеппард из Института наук Карнеги руководил поиском новых объектов в отдаленном поясе Койпера, огромном кольце мусора, которое находится за пределами Нептуна. Шеппард и его коллеги решили отдохнуть от своей основной исследовательской цели и некоторое время наблюдать за Юпитером. Вот так они оказались на плечах Галилея.

В 1610 году великий астроном Галилео Галилей заметил четыре небесных тела, которые, казалось, вращались вокруг Юпитера. Названные Ио, Европа, Ганимед и Кастильо, это самые большие спутники Юпитера на сегодняшний день — и они были обнаружены первыми. По мере того как технология наблюдения за звездами становилась все более изощренной, стало ясно, что у квартета есть еще компания. Команда Шеппарда только что довела общее количество идентифицированных лун Юпитера (то есть лун, которые вращаются вокруг Юпитера) до 79.

Различные группировки спутников Юпитера и недавно обнаруженные из них выделены жирным шрифтом. «Чудак», названный Валетудо в честь правнучки римского бога Юпитера, имеет запрограммированную орбиту, которая пересекает ретроградные [противоположные направления] орбиты.

Ни одна другая планета в Солнечной системе не может сравниться с этой цифрой. Сатурн занимает второе место со своими 62 известными лунами, в то время как Уран имеет 27, а Нептун имеет 14. Марс, наш любимый сосед по близости, имеет два спутника: Деймос и Фобос.

И если это заставляет вас чувствовать себя неуверенно в отношении одинокой луны Земли, по крайней мере, вы можете утешиться тем фактом, что Меркурий и Венера полностью лишены лун.

Есть причина, по которой у Юпитера так много спутников, а у других планет — например, нашей — так мало. Все сводится к гравитации.

Влияние гравитации

Астрономы делят планеты в нашей солнечной системе на две категории. Меркурий, Венера, Земля и Марс являются так называемыми «земными» или «внутренними» планетами, в то время как Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун были классифицированы как «газовые гиганты», также известные как «внешние планеты».

Разрыв в размерах между этими фракциями довольно значительный. Хотя Уран является самой маленькой внешней планетой, он все еще в 15 раз массивнее Земли, самой большой из внутренних планет. Однако ни одна из других планет не может конкурировать с Юпитером в плане абсолютной массы. Вам понадобится более 300 дубликатов нашего маленького домашнего мира (Земли), чтобы сравниться с колоссальной массой Юпитера. Это абсолютный монстр.

Теперь, как заметил Исаак Ньютон, существует положительная корреляция между массой объекта и силой его гравитационного поля. Поскольку газовые гиганты настолько массивны, они способны привлекать больше спутников.

Но это не единственная причина, по которой планеты, подобные Юпитеру, имеют такие большие коллекции луны. Газовые гиганты нашей солнечной системы 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, что Сатурн поменялся местами с Меркурием.)

В газете французского астронома Фати Намуни, опубликованной в 2010 году, утверждается, что у горячих Юпитеров мало лун, если они вообще есть. Считается, что эти планеты происходят из отдаленных частей своих солнечных систем, а затем мигрируют внутрь. По пути их луны попадают в игру небесного перетягивания каната. Газовые гиганты могут быть большими, но звезды намного больше. Таким образом, у них гораздо более сильные гравитационные поля. Таким образом, когда горячий Юпитер подходит слишком близко к своей звезде, звезда в конце концов украдет свои луны.

Расстояние компенсирует эту способность. Чем дальше вы путешествуете от солнца, тем слабее становится его гравитационное притяжение. Поэтому, если Намуни прав, у настоящего Юпитера 79 лун,  потому что это безумно массивная планета, достаточно далеко от Солнца, чтобы избежать кражи Луны.

Одна большая семья Джовианов

Луны Юпитера вряд ли монолитны. У некоторых из них есть причуды, которые хорошо известны астрономическим энтузиастам: Ио загружен действующими вулканами, на Европе есть скрытый океан, который может укрывать инопланетную жизнь, и на две трети размера Марса Ганимед является самым большим спутником в нашей солнечной системе.

Эти три луны вместе с Кастильо, вероятно, образовались в тандеме с самим Юпитером. Большая планета, вероятно, начиналась как диск газов и пыли, который в итоге стал газовым гигантом, которого мы знаем сегодня. В то время как Юпитер приобрел форму, часть материала, циркулирующего вокруг него, соединилась в четыре луны, которые Галилей наблюдал в 1610 году. Сатурн, возможно, помог продвинуть процесс вперед. Также было выдвинуто предположение, что на раннем Юпитере было несколько неудачных лун, которые были втянуты и поглощены огромной планетой.

Другие спутники не обязательно были доморощенными. Ученые считают, что многие из спутников Юпитера начинались как дрейфующие куски скалы, которые были захвачены гравитационным притяжением планеты.

Прежде чем закончить, поговорим о лунном поведении. Многие из спутников Юпитера вращаются в том же направлении, в котором вращается Юпитер. Но есть и те, которые идут противоположным путем — в том числе девять новых лун, открытых Шеппардом и его коллегами. С таким количеством тел, вращающихся в разных направлениях, столкновения неизбежны. Луны, которые врезаются друг в друга, вполне могут быть уничтожены в процессе. Подобно тому, как Юпитер приобретает новые луны, он находит способы потерять некоторые из старых.