Rodzina Jowisza powiększa się o nowe księżyce

0
Orbity dwunastu nowo odkrytych księżyców Jowisza są tu pogrubione. Jeden księżyc znajduje się w zewnętrznej grupie, ale orbituje w przeciwnym kierunku. Źródło: Roberto Molar-Candanosa/Carnegie Institution for Science

Rodzina Jowisza rozwinęła się odkąd Galileusz po raz pierwszy zaobserwował jego cztery największe księżyce w 1610 roku. 17 lipca Międzynarodowa Unia Astronomiczna (IAU) ogłosiła odkrycie 10 nowych księżyców krążących wokół Jowisza. Plus dwa znalezione w ramach tego samego projektu badawczego, ale ogłoszone w czerwcu 2017 roku. Razem zwiększa to listę znanych naturalnych satelitów Jowisza do 79.

Jeden z tych nowych księżyców okazał się małym buntownikiem. Z 12 ostatnich księżyców dołączających do rodziny Jowisza, jest to indywidualista, którego dziwna orbita może dać astronomom kluczową wiedzę na temat tego, jak powstały księżyce największej planety Układu Słonecznego.

Odkrycie nowych księżyców pochodzi z zupełnie innego poszukiwania ciał Układu Słonecznego. Astronom Scott Sheppard z Carnegie Institution for Science jest na tropie dziewiątej planety (tzw. Planeta X) – hipotetycznej planety, która według wielu astronomów ​​powinna znajdować się w odległych zakątkach naszego Układu Słonecznego, poza Plutonem. Obszar, w którym powinna znajdować się dziewiąta planeta został wyznaczony przez symulacje na podstawie ruchu obiektów z pasa Kuipera. Zespół Shepparda fotografował niebo przy pomocy kilku najlepszych teleskopów, mając nadzieję, że zobaczą tajemniczą dziewiątą planetę.

Wiosną 2017 roku Jowisz znalazł się w obszarze nieba, w którym zespół poszukiwał dziewiątej planety. Przy okazji więc przyjrzano się Jowiszowi i odkryto nowe księżyce.

4-metrowy teleskop Blanco, którego użył Sheppard, jest wyjątkowo przydatny do wykrywania potencjalnych nowych księżyców, ponieważ zainstalowana na nim kamera może jednocześnie fotografować olbrzymi obszar nieba oraz szczególnie dobrze blokuje zbłąkane światło z jasnych obiektów w pobliżu – na przykład Jowisza. Kiedy teleskop Blanco zauważył wcześniej niezidentyfikowane obiekty w pobliżu Jowisza, zespół badawczy korzystał z innych teleskopów, aby śledzić kandydatów na księżyce i potwierdzić, że krążą wokół gazowego olbrzyma.

Na kursie kolizyjnym

Szczególnie jeden księżyc przyciągnął uwagę badaczy.

„Najciekawszym znaleziskiem jest obiekt, który nazywamy Valetudo. Wygląda Tak, jakby jechał autostradą w złym kierunku.”

– mówi astronom Scott Sheppard.

Księżyc Jowisza Valetudo (wskazany pomarańczowymi kreskami) porusza się względem gwiazd tła na zdjęciach wykonanych przy pomocy Teleskopów Magellana w Obserwatorium Las Campanas. Jowisz nie jest w kadrze i znajduje się w lewym górnym rogu Źródło: Carnegie Institution for Science

Z 79 księżyców, które są obecnie znane, większość z nich krąży w tym samym kierunku. Księżyce znajdujące się bliżej Jowisza, w tym cztery galileuszowe satelity, orbitują zgodnie z kierunkiem orbity planety. Zewnętrzne księżyce poruszają się w przeciwnym kierunku – orbitą wsteczną.

Jedenaście z dwunastu nowych księżyców podąża za tymi konwencjami, ale Valetudo jest dziwny. Jest tam, gdzie są zewnętrzne, wsteczne księżyce, ale krąży wokół Jowisza w poprzek, zbliżając się do orbit wstecznych reszty księżyców.

To ciekawe odkrycie może rzucić światło na liczbę obecnych księżyców Jowisza. Oprócz dużych księżyców galileuszowych średnicy kilku tysięcy kilometrów, większość księżyców Jowisza, w tym nowe dwanaście, jest wielkości do kilku kilometrów. Zewnętrzne księżyce skupiają się w co najmniej trzech grupach na podstawie ich odległości od Jowisza i kątów ich orbit. Astronomowie uważają, że te księżyce są fragmentami trzech większych obiektów, które zostały schwytane przez grawitację Jowisza, a następnie rozbite przez kolizje – np. z mijającymi kometami, asteroidami lub innymi księżycami.

Orbita Valetudo przecina orbity niektórych zewnętrznych księżyców, możliwe zatem, że doznała kolizji czołowej w przeszłości. Zespół badawczy uważa, że ​​Valetudo może być pozostałością po większym księżycu, który uderzył w innego satelitę Jowisza, tworząc wiele mniejszych obiektów, które istnieją dzisiaj. Aby sprawdzić, czy mogło do tego dojść, naukowcy pracują nad symulacją w celu obliczenia, ile razy obiekt z orbitą Valetudo mógł zderzyć się z księżycami „wstecznymi” w czasie życia Układu Słonecznego.

Księżycowe pozostałości

Znalezienie wielu małych księżyców mówi wiele o warunkach we wczesnym Układzie Słonecznym. Kiedy Jowisz i inne olbrzymie planety formowały się, Układ Słoneczny był dyskiem, złożonym z gazu i pyłu, otaczającym młode Słońce.

„Gigantyczne planety utworzone z materiału, który kiedyś znajdował się w tym regionie były jak odkurzacze, zasysały cały ten materiał i stworzyły planety. Uważamy, że małe księżyce są ostatnimi pozostałościami materiału, który utworzył te planety.”

– wyjaśnia Scott Sheppard.

Fakt, że tak małe księżyce istnieją dzisiaj dowodzi, że wszelkie kolizje, które je stworzyły, miały miejsce po zakończeniu ery formowania się planet. Gdyby podobne księżyce były w pobliżu, kiedy Układ Słoneczny był jeszcze pełen gazu i pyłu, siły oporu/tarcia spowolniłyby je i spowodowałyby, że wpadłyby w Jowisza. Tylko w dzisiejszym, znacznie bardziej pustym Układzie Słonecznym, po tym, jak olbrzymie planety zakończyły formowanie się i oczyszczanie otoczenia z gazu i pyłu, małe księżyce mogły przetrwać.

Po zakończeniu analizy i symulacji zespół planuje opublikować wyniki na początku 2019 roku. W międzyczasie czekają, aż IAU formalnie zaakceptuje „Valetudo” jako nazwę dziwnego księżyca. IAU wymaga, aby księżyce Jowisza posiadały nazwy związane z rzymskim bogiem Jowiszem. Valetudo to imię prawnuczki Jowisza i rzymskiej bogini zdrowia i higieny.

Źródło: Discover Magazine