Астрономы наконец узнали, почему два роя астероидов, следующих за Юпитером, так сильно отличаются друг от друга
Внутри этих роев, известных под общим названием «троянские астероиды» или просто «троянцы», на сегодняшний день идентифицировано более 12 000 астероидов. Но существует любопытная загадка, сбивающая ученых с толку: ведущий рой, известный как «греки» или рой L4, имеет значительно больше астероидов, чем идущие позади «троянцы» или рой L5, хотя обе группы кажутся одинаково стабильными.
Теперь у группы ученых есть ответ: решение загадки кроется в расстоянии Юпитера от Солнца в первые дни существования Солнечной системы. Судя по всему, с тех пор планета немного отдалилась от родной звезды.
«Мы предполагаем, что внешняя, с точки зрения расстояния до Солнца, быстрая миграция Юпитера может исказить конфигурацию троянских роев, что приведет к более стабильным орбитам в рое L4, чем в рое L5», — заявил астроном Цзянь Ли из Нанкина. Университет в Китае. По его словам, данный механизм, который временно вызвал расхождение путей эволюции для двух групп астероидов, которые делят орбиту Юпитера, дает «новое и естественное объяснение тому, что астероидов L4 примерно в 1,6 раза больше, чем астероидов в рое L5».
Греки и троянцы
L4 и L5 относятся к точкам Лагранжа, гравитационно устойчивым точкам, возникающим при взаимодействии двух тел. Каждая система двух тел имеет пять точек Лагранжа, в которых гравитационное взаимодействие между двумя телами уравновешивается центростремительной силой, необходимой для того, чтобы маленькое тело двигалось вместе с ними.
Три из этих точек лежат вдоль линии, соединяющей два больших тела. Оставшиеся две, L4 и L5, разделяют орбитальный путь меньшего из двух тел — L4 впереди и L5 позади.
«Греки» и «троянцы» Юпитера, согласно десятилетиям исследований, должны быть столь же многочисленны. Эти две популяции имеют почти одинаковые свойства, связанные с их стабильностью и живучестью, но греки намного превосходят численностью троянцев. Чтобы выяснить, почему, Ли и его коллеги решили смоделировать раннюю эволюцию Юпитера, основываясь на так называемой ранней нестабильности планет-гигантов.
Эта теория предполагает, что Юпитер сформировался в другом месте, чем его нынешнее положение, но был вытеснен гравитационным разрушением другого планетарного тела в начале истории Солнечной системы. Гипотеза Гранд Такса, которая могла бы решить несколько проблем с Солнечной системой, также предполагает, что Юпитер двигался внутрь к Солнцу, а затем снова удалялся на свое нынешнее расстояние.
Согласно модели группы, асимметрия в популяции троянов может быть воспроизведена во время быстрой внешней миграции, во время которой трояны теряются. Греки, с другой стороны, теряются во время внутренней миграции. Модель команды предполагает, что Юпитер мигрировал наружу больше, чем внутрь, что привело к увеличению населения греков.
Это сценарий, отличный от исследования 2019 года, которое показало, что асимметрия была результатом исключительно внутренней миграции, но он лучше согласуется с гипотезой Гранд-Тэка.
Модель в ее нынешнем виде представляет собой довольно интересную отправную точку, но исследователи отмечают, что она относительно грубая. Будущие исследования могут быть направлены на создание более подробной модели, чтобы выяснить, связаны ли количество, порядок или продолжительность миграций с количеством троянов.