Ученые из Франции предложили теорию появления лун Юпитера

В начале XVII века Галилео Галилей впервые направил свой телескоп на Юпитер и открыл его четыре крупнейших спутника. С тех пор прошло четыре столетия, и ученые продолжают искать ответы на вопрос о происхождении этих лун, которые сформировались миллиарды лет назад из совместной оболочки газа, пыли и льда, обволакивающей молодого Юпитера. Согласно последней компьютерной симуляции, отбрасываемые тени внутренней части дискового облака могли создавать холодные зоны в его тонкой внешней оболочке, что способствовало формированию лун. Это исследование опубликовано в журнале Planetary Science Journal.

У Юпитера более 95 крупных и множество мелких спутников. Астрофизики из Университета Экс-Марсель во Франции виртуально воссоздали диск, окружавший Юпитер. Они изучили несколько параметров диска, включая плотность, тепловую структуру и самозатеняемость, проводя множество компьютерных симуляций их взаимодействия.

Модель показала, что диск имел два характерных пространства: густую непрозрачную внутреннюю зону, поглощающую свет и тепло, и более тонкую прозрачную внешнюю оболочку.

Если внутренняя область диска была достаточно высокой, она отбрасывала длинную тень на внешнюю часть, защищая её от теплового излучения юного Юпитера. Эти тени создавали холодные участки в диске. Увеличение содержания элементов тяжелее водорода и гелия (так называемая металличность) делало внутреннюю часть диска более плотной и жаркой, что способствовало её росту в высоту и созданию ещё более длинных теней.

Такое затенение привело к формированию зон с заметно более низкими температурами, чем окружающие области. Через примерно 100 000 лет после формирования диска образовалась холодная область, температура которой была на 100 кельвинов (или 173 градуса по Цельсию) ниже соседних зон. Эта зона поддерживалась в течение 80 000 лет и распространялась на расстояние 123,5 радиусов Юпитера.

Согласно мнению исследователей, эти холодные пространства способствовали формированию крупнейших лун. Анализируя поведение летучих веществ в диске, учёные выяснили, что в холодных зонах на расстоянии 10 радиусов Юпитера (около 629 000 километров от планеты) могли конденсироваться аммиак, сероводород, двуокись углерода и другие газы. Замерзая, эти газы могли становиться твёрдой основой для будущих лун. Например, Европа сегодня находится на той же орбите, где была предсказана холодная область.

Если данная гипотеза подтвердится, то внутренние спутники, Ио и Европа, должны содержать больше летучих веществ в сравнении с внешними, такими как Ганимед и Каллисто. Исследователи возлагают надежды на проверки их теории в рамках предстоящих миссий JUICE и Europa Clipper.