Юпитер — самая крупная планета Солнечной системы, чья масса в 2,5 раза превышает суммарную массу всех остальных планет. Однако новое исследование показывает, что когда-то он был еще больше. Астрономы Константин Батыгин из Калифорнийского технологического института и Фред Адамс из Мичиганского университета пришли к выводу, что на ранних этапах формирования Юпитер мог быть в 2–2,5 раза объемнее, чем сейчас, а его магнитное поле — значительно мощнее.
Эти расчеты основаны на изучении орбит двух небольших спутников Юпитера — Амальтеи и Фивы. Их наклоненные орбиты позволили ученым восстановить историю эволюции планеты. Оказалось, что уже через 3,8 миллиона лет после появления первых твердых тел в Солнечной системе Юпитер пережил фазу стремительного роста.
«Наша конечная цель — понять, откуда мы произошли, и разгадка ранних этапов формирования планет играет здесь ключевую роль», — поясняет Батыгин. Это открытие подтверждает теорию «снизу вверх»: газовые гиганты, подобные Юпитеру, сначала накапливают твердое ядро, а затем притягивают огромные объемы газа.
Исследование также показало, что в период активного роста магнитное поле Юпитера было в 50 раз сильнее нынешнего, что ускоряло поглощение вещества из протопланетного диска. Однако со временем, когда окружающий материал рассеялся, планета начала сжиматься под действием собственной гравитации, уменьшаясь в объеме и увеличивая скорость вращения.
Хотя Юпитер и сейчас продолжает медленно сжиматься, он никогда не был достаточно массивным, чтобы стать звездой — для этого ему потребовалось бы как минимум в 85 раз больше массы.
Это открытие дает ученым новый инструмент для понимания роли Юпитера в формировании Солнечной системы, включая его возможное влияние на стабилизацию орбит планет и создание условий для жизни на Земле.
Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.