Юпитер был вдвое больше и в 50 раз мощнее: Каким был путь от супергиганта с мощным полем до знакомого нам вида? – детали нового исследования

Юпитер. Одно это имя вызывает в воображении образы колоссальной планеты, повелителя бурь размером с Землю и гравитационного властелина нашей Солнечной системы. Мы привыкли видеть его таким — величественным и неизменным. Но что, если мы скажем вам, что Юпитер, каким мы его знаем, — это лишь «взрослая» версия куда более буйного и крупного небесного тела? Недавнее исследование проливает свет на юность газового гиганта, и картина эта, честно говоря, впечатляет.

А зачем нам вообще копаться в прошлом Юпитера?

Может показаться, что дела давно минувших дней, отстоящие от нас на миллиарды лет, — удел узких специалистов. Но не торопитесь с выводами! Понимание ранней эволюции Юпитера — это не просто любопытство. Это ключ к разгадке формирования всей нашей планетарной семьи. Представьте себе Юпитер как главного архитектора Солнечной системы. Его мощнейшая гравитация не просто «прибрала к рукам» львиную долю первоначального материала, но и, словно невидимый скульптор, вылепила орбиты других планет, повлияла на распределение астероидов и даже, возможно, на доставку воды на молодую Землю. Так что, заглядывая в прошлое Юпитера, мы, по сути, пытаемся понять, откуда взялись мы сами. Как метко заметил Константин Батыгин из Калтеха, один из авторов исследования, «наша конечная цель — понять, откуда мы произошли».

Юпитер X-Large: Каким он был на самом деле?

Итак, барабанная дробь! Учёные из Калтеха и Мичиганского университета, Константин Батыгин и Фред Адамс, опубликовали результаты своих расчётов. И они говорят нам: примерно через 3,8 миллиона лет после того, как в Солнечной системе начали образовываться первые твёрдые частицы (это важный момент, когда гигантский диск газа и пыли вокруг молодого Солнца, так называемая протопланетная туманность, начал рассеиваться), Юпитер был… другим.

Насколько другим? Ну, приготовьтесь. Он был примерно вдвое больше по радиусу, чем сейчас. В объёме это эквивалентно более чем 2000 планет Земля! Только представьте эту махину. И это ещё не всё. Его магнитное поле было примерно в 50 раз мощнее сегодняшнего. Это уже не просто гигант, это какой-то космический супергигант с невероятной энергетикой!

Этот период — момент рассеивания протопланетной туманности — критически важен. Это как если бы строители закончили возводить каркас здания и убрали все леса и материалы. Архитектура Солнечной системы в этот момент, по сути, «зафиксировалась». И Юпитер играл в этом первую скрипку.

Лунные детективы и законы физики: Как это выяснили?

Самое интересное в этой истории — как учёные пришли к таким выводам. Традиционные модели формирования планет часто опираются на множество допущений: насколько непрозрачен был газ в туманности, с какой скоростью планета набирала массу, какова была масса её первоначального твёрдого ядра. Всё это вносит определённую долю неопределённости.

Батыгин и Адамс пошли другим, более изящным путём. Они обратили своё внимание на крошечных «соседей» Юпитера — его внутренние спутники Амальтею и Фиву. Эти малышки вращаются даже ближе к планете, чем знаменитая вулканическая Ио, один из четырёх галилеевых спутников. И вот тут начинается самое интересное: орбиты Амальтеи и Фивы имеют небольшой наклон, этакую «неправильность».

Казалось бы, мелочь? А вот и нет! Именно эти едва заметные отклонения в их танце вокруг Юпитера стали ключом. Учёные проанализировали эти орбитальные «странности» и, используя фундаментальные законы физики, в частности закон сохранения углового момента (если упрощённо, это свойство вращающегося тела сохранять своё вращение, если на него не действуют внешние силы), смогли «отмотать плёнку назад». Они рассчитали, каким должен был быть Юпитер в прошлом, чтобы его гравитационное влияние оставило именно такие следы на орбитах его маленьких спутников.

Фред Адамс не скрывает удивления: «Поразительно, что даже спустя 4,5 миллиарда лет сохранилось достаточно подсказок, чтобы мы могли реконструировать физическое состояние Юпитера на заре его существования». Это настоящая космическая археология, где вместо черепков — орбитальные параметры!

Новый штрих к портрету гиганта (и всей Солнечной системы)

Что же дают нам эти новые знания? Во-первых, они добавляют важные детали к уже существующим теориям формирования планет-гигантов. Основная гипотеза, известная как модель аккреции на ядро, предполагает, что сначала образуется твёрдое каменисто-ледяное ядро, которое затем быстро «натягивает» на себя огромные объёмы газа. Новые данные о размере, скорости вращения и магнитном поле молодого Юпитера позволяют уточнить параметры этого процесса. Это как найти старую фотографию известного человека в молодости — она не меняет его биографию, но добавляет важные нюансы к пониманию его личности.

Во-вторых, это исследование даёт нам своего рода «контрольную точку», надёжный ориентир в очень туманном прошлом. Самые первые мгновения жизни Юпитера всё ещё скрыты завесой неопределённости, но теперь у нас есть более чёткое представление о его состоянии на одном из ключевых этапов развития. Это, по словам Батыгина, «ценный ориентир, отправная точка, с которой мы можем более уверенно реконструировать эволюцию нашей Солнечной системы».

Заглядывая в прошлое, чтобы понять настоящее (и будущее?)

Так что, в следующий раз, когда вы посмотрите на ночное небо и, возможно, увидите Юпитер как яркую звезду, помните: этот спокойный гигант когда-то был ещё более грандиозным и динамичным. Его юность была бурной, и именно эта бурная молодость во многом определила то, как выглядит наша Солнечная система сегодня.

И кто знает, какие ещё секреты хранит прошлое нашего космического соседа? Наука — это ведь непрерывный процесс открытий. Каждая разгаданная загадка часто ставит перед нами новые, ещё более интригующие вопросы. Но одно ясно: каждый такой шаг приближает нас к пониманию нашего места в этой огромной и удивительной Вселенной. И это, согласитесь, невероятно увлекательно!