Ученые обнаружили место рождения Сатурна

Положение Сатурна в Солнечной системе не изменилось с того момента, как планета, известная своими кольцами, была сформирована

Об этом стало известно благодаря исследованию химического состава его крупнейшей луны – Титана.

Результаты, опубликованные на ArXiv.org, затрагивают существующие теории о том, как перемещались планеты во время раннего развития Солнечной системы.

Исследование, проводимое астрономами из Университета Нового Южного Уэльса, изучало соотношения в атмосфере Титана водорода и его изотопа дейтерия.

Предыдущее исследование показало, что соотношение дейтерия к водороду во льдах, конденсированных из самого первого облака, которое стало формирующей колыбелью для нашей Солнечной системы, меняется в зависимости от расстояния от раннего Солнца.

Понимая эти соотношения, астрономы могут определить точные места, где сформировались планетарные тела и как далеко они мигрировали с тех пор.

Измерение соотношения водорода-дейтерия на Титане позволяет исследователям точно определить, где был сформирован Сатурн.

«Результаты были удивительными, – говорит ведущий автор исследования, доктор Лукина Кедзийора-Чадзер. – Для нас было полнейшей неожиданностью увидеть, что гиганты нашей Солнечной системы в значительной степени не изменили своих местоположений. Это означает, что существенное перемещение планет с течением времени, которое мы наблюдаем в других звездных системах, вероятно, не имеет ничего общего с нашей Солнечной системой, где, по-видимому, происходят совершенно другие процессы».

Горячий Юпитер

Планетарное перемещение стало ключевым для понимания типа экзопланет, известных как «горячие Юпитеры», орбиты которых чрезвычайно близко располагаются к звездам-хозяевам.

Ученые не могут поверить, что эти планеты сформировались там, где сейчас находятся. Предполагается, что они, должно быть, мигрировали вглубь из более отдаленных орбит.

Понимание планетарного перемещения поможет объяснить многие особенности нашей Солнечной системы, включая существование ледяных гигантов, таких как Уран и Нептун.

«Обе эти планеты, вероятнее всего, сформировались ближе к Солнцу, поскольку для того, чтобы сформироваться в их текущих местоположениях, им потребовалось бы много материала, который мог быть только возле звезды, в ее протопланетном диске», – говорит соавтор исследования, доктор Джонти Хорнер.

Некоторые теории указывают на то, что Уран и Нептун, возможно, поменялись своими положениями прежде чем мигрировать дальше, в то время как другие теории говорят, что ледяные гиганты сформировались между орбитами Юпитера и Сатурна.

Эти теории также объясняют орбиты маленьких ледяных объектов из Пояса Койпера – так называемых плутинос, которые заняли свои теперешние местоположения, когда мигрировал Нептун.

Согласно Хорнеру, ответ может быть еще и в том, что некоторые планеты мигрировали на большие расстояния, чем другие.

«Если бы Юпитер мигрировал внутрь системы, было бы меньше материала, чтобы сформировать Сатурн, – говорит Хорнер. – И именно этот материал, который формирует планеты или вступает с ними во взаимодействие, стимулирует перемещение. Таким образом, можно утверждать, что Сатурн не переместился бы на значительное расстояние».

Не из этого мира

«Идея о том, что Сатурн сформировался в одном месте, затем мигрировал и каким-то образом возвратился в свое первоначальное местоположение, не такая нелепая, как может показаться на первый взгляд, – говорит доктор Саймон О'Тул из Австралийской астрономической обсерватории. – Это, может быть, звучит странно, но многие наши модели показывают, что планеты иногда перемещаются в своих местоположениях, перенося свои орбиты в противоположных направлениях. Существуют модели для других звездных систем, показывающие, что положение планеты меняется, поскольку она гравитационно взаимодействует с другими планетами в системе».