Kterak se stal mladý Jupiter migrantem

Obří plynná planeta Jupiter se zformovala čtyřikrát dále od Slunce, než leží její současná oběžná dráha a migrovala do vnitřních oblastí Sluneční soustavy v rozmezí 700 000 let. Astronomové objevili důkaz této neuvěřitelné cesty díky skupině asteroidů v blízkosti planety Jupiter. Je známo, že plynní obři obíhající kolem jiných hvězd se velmi často nacházejí velmi blízko svých mateřských sluncí. V souladu s přijímanými teoriemi se tyto plynné planety vytvořily ve větších vzdálenostech a následně migrovaly na dráhy v blízkosti hvězd.

Nyní astronomové z Lund University a dalších institucí použili zdokonalené počítačové simulace ke zjištění více informací o cestě Jupitera napříč naším planetárním systémem v době přibližně před 4,5 mld. let. V té době se Jupiter teprve čerstvě zformoval a byl jednou z planet Sluneční soustavy. Planety se postupně vytvářely z kosmického prachu, který kroužil kolem mladého Slunce v okolním disku tvořeném plynem a prachovými částicemi. Jupiter tehdy nebyl větší než naše Země. Výsledky ukázaly, že se planeta Jupiter zformovala ve vzdálenosti čtyřikrát větší, než činí její současná poloha vzhledem ke Slunci.

Toto je vůbec poprvé, kdy jsme získali důkazy, že se Jupiter zformoval velmi daleko od Slunce a následně migroval na svoji současnou dráhu. Našli jsme důkazy migrace ve skupině asteroidů označovaných jako Trojané, které obíhají blízko Jupitera,“ vysvětluje Simona Pirani, postgraduální studentka astronomie na Lund University a hlavní autorka studie.

TIP:   Astronomové budou pátrat po mimozemských civilizacích detekcí laserových signálů

Tyto asteroidy představují dvě skupiny, z nichž každá obsahuje několik tisíc známých těles, která se zdržují ve stejné vzdálenosti od Slunce i Jupitera, avšak jedna skupina obíhá 60° před planetou Jupiter, druhá naopak krouží 60° trvale za ní. Přední skupina ve směru oběhu Jupitera obsahuje asi o 50 % více těles než následná skupina. Jedná se o asymetrii, která se stala klíčem k pochopení migrace obří planety Jupiter.

Asymetrie vždycky byla záhadou ve Sluneční soustavě,“ říká Anders Johansen, profesor astronomie na Lund University.

Ve skutečnosti vědecká komunita doposud nebyla schopná vysvětlit, proč dvě skupiny planetek neobsahují stejný počet těles. Avšak Simona Pirani a Anders Johansen společně s dalšími kolegy nyní identifikovali příčinu jejich přerozdělení při vzniku planety Jupiter, a také to, jak planeta postupně ovlivňovala planetky typu Trojanů.

Díky obsáhlým počítačovým simulacím astronomové vypočítali, že současná asymetrie by se mohla vyskytnout pouze tehdy, jestliže by se Jupiter zformoval čtyřikrát dále od Slunce, než je dnes, a postupně migroval na svoji současnou pozici. V průběhu této cesty směrem ke Slunci gravitace Jupitera mezitím přitáhla více Trojanů do přední polohy než do polohy za planetou.

Podle výpočtů pokračovala migrace planety Jupiter přibližně 700 000 let, v období zhruba 2 až 3 mil. let po tom, co toto nebeské těleso zahájilo svoji existenci daleko od Slunce. Následná cesta směrem do nitra Sluneční soustavy měla charakter spirály, na které Jupiter pokračoval v oběhu kolem Slunce, i když stále více po těsnějších trajektoriích. Příčina zpomalující se tehdejší migrace souvisí s gravitačním působením okolních plynů planetární soustavy.

Počítačové simulace ukázaly, že planetky označované jako Trojané byly zachyceny, když byl Jupiter mladou planetou bez plynné atmosféry, což znamená, že tyto asteroidy s největší pravděpodobností představují stavební bloky podobné těm, z kterých se vytvořilo jádro planety Jupiter. V roce 2021 bude vypuštěna sonda NASA s názvem Lucy na dráhu, která ji postupně přivede do blízkosti šesti planetek ze skupiny Trojanů, které podrobně prozkoumá.

Ze studia Trojanů se můžeme dozvědět mnoho o jádru planety Jupiter a jeho vzniku,“ říká Anders Johansen. Autoři studie se rovněž domnívají, že obří plynná planeta Saturn a ledoví obři Uran a Neptun mohli v minulosti rovněž podobně migrovat.

Zdroj: Hvězdárna Valašské Meziříčí, (sciencedaily.com, sciencealert.com)
Autor: František Martínek
Foto: NASA/JPL-Caltech
Doporučený odkaz: S. Pirani, A. Johansen, B. Bitsch, A.J. Mustill, D. Turrini. Consequences of planetary migration on the minor bodies of the early solar system. Astronomy & Astrophysics, 2019; DOI: 10.1051/0004-6361/201833713