Jüpiter ve Satürn, Güneş Sistemi'nin en büyük iki gezegeni ve her ikisi de devasa uydu aileleriyle çevrili. Jüpiter'in şu anda 100'den fazla uydusu bulunurken, geniş halka sistemiyle de bilinen Satürn'ün 280'den fazla uydusu var.
Bu uydu sistemlerinin yapısı birbirinden çok farklı. Jüpiter'in aralarında Güneş Sistemi'nin en büyük uydusu Ganymede'in de bulunduğu dört dev uydusu var. Satürn'de ise Güneş Sistemi'nin ikinci büyük uydusu Titan açık ara öne çıkıyor.
Uzun Süredir Çözülemeyen Bir Uydu Oluşumu Gizemi
Jüpiter ve Satürn'ün her ikisi de gaz devi olduğu için, gökbilimciler ana uydularının neden bu kadar farklı geliştiğini açıklamakta zorlanıyordu. Mevcut uydu oluşumu teorileri birkaç olası cevap sunsa da, yıldız manyetik alanları üzerine yapılan son araştırmalar bu fikirlerin bazılarının yeniden değerlendirilmesi gerektiğini gösteriyor.
Çözülemeyen sorulardan biri manyetik birikme ve uyduların oluşumuyla ilgili. Araştırmacılar, Jüpiter'in çevresel diskinin boş bir iç bölge geliştirip geliştiremeyeceğini tartışıyordu. Çevresel disk, genç bir gezegenin etrafında dönen ve uyduların oluşabileceği malzeme birikintisidir.
Hem Jüpiter'in hem de Satürn'ün uydu sistemlerini açıklayabilecek tek bir fiziksel olarak tutarlı teori, bilim insanlarının Güneş Sistemi dışındaki gezegenleri ve uyduları anlamasına da yardımcı olabilir. Bu olasılık, Kyoto Üniversitesi'nin de aralarında bulunduğu Japonya ve Çin'deki kurumlardan araştırmacıları yeni bir model oluşturmaya yöneltti.
Çalışmanın ilk yazarı Yuri I. Fujii, "Gezegen oluşumu teorisini test etmek biraz zor çünkü referans olarak sadece kendi Güneş Sistemimiz var, ancak yakınımızda ayrıntılı özelliklerini gözlemleyebildiğimiz birden fazla uydu sistemi bulunuyor" diyor.
Genç Jüpiter ve Satürn'ün Simülasyonu
Araştırmacılar, Jüpiter ve Satürn'ün gençlik yıllarındaki iç yapılarını ve termal evrimlerini incelemek için sayısal simülasyonlar kullandı. Bu sayede gezegenlerin manyetik alanlarının zaman içinde nasıl değişmiş olabileceğini tahmin edebildiler.
Ayrıca her iki gezegeni çevreleyen diskleri de modellediler. Ek olarak ekip, uyduların oluşumunu ve yörüngelerinin kademeli hareketini izlemek için N-cisim simülasyonları çalıştırdı. Hesaplamalar, Japonya Ulusal Astronomi Gözlemevi'ndeki Hesaplamalı Astrofizik Merkezi'ndeki PC kümesi kullanılarak gerçekleştirildi.
Jüpiter'in Manyetik Alanı Güvenli Bölge Oluşturdu
Simülasyonlar, Jüpiter ve Satürn'ün farklı uydu sistemlerinin, çevresel disklerinin yapılarındaki farklılıklardan kaynaklanmış olabileceğini gösteriyor. Bu farklılıkların da her gezegenin manyetik alanının gücü tarafından kontrol edildiği anlaşılıyor.
Genç Jüpiter'in güçlü manyetik alanı, çevresel diskinin içinde bir manyetosferik boşluk oluşturdu. Bu iç boşluk, Io, Europa ve Ganymede'in disk içinde hareket ederken yakalanmasına ve korunmasına yardımcı oldu.
Genç Satürn'ün manyetik alanı ise benzer bir boşluk oluşturacak kadar güçlü değildi. Korunan bölge olmadan, göç eden uydular Satürn'ün diski içinde hayatta kalamadı.
Güneş Sistemi Ötesindeki Uydu Sistemlerini Tahmin Etmek
Bulgular, öte-uydu ve genç gaz devlerini çevreleyen disklerin gelecekteki gözlemlerine rehberlik edebilir. Modele göre, Jüpiter büyüklüğünde veya daha büyük gezegenlerin, birkaç uydu içeren kompakt sistemler geliştirme eğiliminde olması gerekiyor.
Satürn büyüklüğüne daha yakın gaz gezegenlerinin ise genellikle yalnızca bir veya iki uyduyla kalması muhtemel.
Araştırmacılar şimdi teorilerini diğer uydulara ve uzak gezegenlerin etrafındaki olası öte-uydu sistemlerine uygulamayı planlıyor.
