Jupiters ukendte rejse gennem det tidlige solsystem afsløret

Det er kendt, at gasgiganter omkring andre stjerner ofte er placeret meget tæt på deres sol. Ifølge accepteret teori, disse gasplaneter blev dannet langt væk og vandrede efterfølgende til en bane tættere på stjernen. Nu, forskere fra Lunds Universitet og andre institutioner har brugt avancerede computersimuleringer til at lære mere om Jupiters rejse gennem vores eget solsystem for cirka 4,5 milliarder år siden. På det tidspunkt, Jupiter blev for ganske nylig dannet, ligesom de andre planeter i solsystemet. Planeterne blev gradvist bygget op af kosmisk støv, som kredsede rundt om vores unge sol i en skive af gas og partikler. Jupiter var ikke større end vores egen planet.

Resultaterne viser, at Jupiter blev dannet fire gange længere fra solen, end dens nuværende position ville indikere. "Det er første gang, vi har bevis for, at Jupiter blev dannet langt fra solen og derefter migrerede til sin nuværende bane. Vi fandt beviser for migrationen i de trojanske asteroider, der kredsede tæt på Jupiter, " forklarer Simona Pirani, doktorand i astronomi ved Lunds Universitet, og hovedforfatteren af ​​undersøgelsen.

Disse trojanske asteroider består af to grupper af tusindvis af asteroider, der befinder sig i samme afstand fra Solen som Jupiter, men kredser foran og bag Jupiter, henholdsvis. Der er cirka 50 procent flere trojanske heste foran Jupiter end bagved. Det er denne asymmetri, der blev nøglen til forskernes forståelse af Jupiters migration.

"Asymmetrien har altid været et mysterium i solsystemet, siger Anders Johansen, professor i astronomi ved Lunds Universitet. Ja, forskermiljøet havde tidligere ikke været i stand til at forklare, hvorfor de to asteroidegrupper ikke indeholder det samme antal asteroider. Imidlertid, Simona Pirani og Anders Johansen, sammen med andre kolleger, har nu identificeret årsagen ved at genskabe begivenhedsforløbet for Jupiters dannelse, og hvordan planeten gradvist trak sine trojanske asteroider ind.

Takket være omfattende computersimuleringer, forskerne har beregnet, at den nuværende asymmetri kun kunne være opstået, hvis Jupiter blev dannet fire gange længere ude i solsystemet og efterfølgende vandrede til sin nuværende position. Under sin rejse mod solen, Jupiters egen tyngdekraft trak derefter flere trojanske heste ind foran sig end bagved.

Ifølge beregningerne, Jupiters migration fortsatte i omkring 700, 000 år, i en periode cirka 2 til 3 millioner år efter, at himmellegemet startede sit liv som en isasteroide langt fra solen. Rejsen indad i solsystemet fulgte et spiralforløb, hvor Jupiter fortsatte med at cirkle rundt om solen, omend på en stadig mere stram vej. Årsagen bag selve migrationen relaterer sig til gravitationskræfter fra de omgivende gasser i solsystemet.

Simuleringerne viser, at de trojanske asteroider blev trukket ind, da Jupiter var en ung planet uden gasatmosfære, hvilket betyder, at disse asteroider højst sandsynligt består af byggesten, der ligner dem, der dannede Jupiters kerne. I 2021, NASAs rumsonde Lucy vil blive opsendt i kredsløb omkring seks af Jupiters trojanske asteroider for at studere dem.

"Vi kan lære meget om Jupiters kerne og dannelse ved at studere trojanerne, siger Anders Johansen.

Forfatterne til undersøgelsen antyder også, at gasgiganten Saturn og isgiganterne Uranus og Neptun kunne have migreret på lignende måde.