Юпитер не имел другой орбиты — идея приближения к Солнцу под сомнением

Атмосфера Юпитера богата азотом, аргоном, криптоном и ксеноном, что позволяет предположить, что планета-гигант образовалась в очень холодном месте, далеко от Солнца. Но так ли это?

Есть теория, что орбита новорожденного Юпитера проходила за орбитой Плутона, но возможен и другой сценарий — он всегда был на своем месте, но за завесой из пыли

Юпитер образовался в тени, вдалеке от Солнца, считают некоторые ученые — только низкая температура отдаленных уголков Солнечной системы может объяснить необычайное изобилие определенных газов в его атмосфере.

Юпитер состоит в основном из водорода и гелия, которые были наиболее распространенными элементами в протопланетном диске, породившем планету. Астрономы считают, что состав Солнца в значительной степени отражает состав протопланетного диска, поэтому состав Юпитера должен быть похожим на состав Солнца. Но концентрация азота, аргона, криптона и ксенона у Юпитера примерно в три раза выше, чем у Солнца.

«Это главная загадка атмосферы Юпитера», — говорит планетолог Казумаса Оно из Калифорнийского университета в Санта-Круз. Откуда взялись эти элементы?

Если бы Юпитер образовался на нынешнем расстоянии от Солнца, то это бы происходило при температуре около 60 кельвинов, или –213 градусов по Цельсию, и эти элементы были бы в газообразном состоянии. Но при температуре ниже 30 кельвинов, или –243 градусов по Цельсию они бы замерзли.

Дело в том, что зарождающейся планете проще прирастать твердыми телами, чем газами. Так что, если бы Юпитер каким-то образом образовался в гораздо более холодном месте и дальше от Солнца, в состав планеты вошли бы твердые объекты, содержащие упомянутые газы в виде льда.

Следовательно, Юпитер образовался за пределами орбит Нептуна и Плутона, а затем начал приближаться к Солнцу, а льды превратились в газ. Но у этой теории есть много пробелов.

Оно и астроном Такахиро Уэда из Национальной астрономической обсерватории Японии предлагают другую идею: Юпитер сформировался там, где он есть, но скопление пыли между его орбитой и Солнцем блокировала солнечный свет. Тень от пыли сделала область образования Юпитера очень холодной, что заставило азот, аргон, криптон и ксенон замерзнуть и стать частью планеты.

Пыль, отбрасывающая тень, образовалась в результате столкновений скалистых объектов, расположенных ближе к Солнцу. За этим барьеров протопланетный диск оказался холоднее и все газы замерзли, образовав снежки. Исследователи говорят, что когда эти снежки сталкивались, они с большей вероятностью слиплись, а не разлетелись в разные стороны.

«Я думаю, что это умное исправление теории, которую трудно исправить», — говорит астрофизик Алекс Кридланд из Института внеземной физики Макса Планка в Гархинге (Германия).

Кридланд был одним из ученых, которые предположили, что Юпитер образовался за пределами Нептуна и Плутона. Но эта теория, по его словам, означает, что Юпитер должен был переместиться гораздо ближе к Солнцу после своего рождения. Новый сценарий позволяет объяснить, почему этого не произошло.

Как проверить новую идею? Разгадка может крыться в Сатурне, считает Оно. Сатурн почти вдвое дальше от Солнца, чем Юпитер, и ученые подсчитали, что тень от пыли, охладившей место рождения Юпитера, едва достигла Сатурна. Если это так, то Сатурн образовался в более теплой области и поэтому не получил азот, аргон, криптон и ксенон в таких количествах, как Юпитер. С другой стороны, если эти два газовых гиганта сформировались за пределами нынешних орбит Нептуна и Плутона, то Сатурн должен иметь схожий состав атмосферы.

Благодаря зонду «Галилео», который погрузился в атмосферу Юпитера в 1995 году, астрономы знают состав этой планеты. Исследователи заявляют, что необходима аналогичная миссия к Сатурну. К сожалению, находясь на орбите Сатурна, космический аппарат «Кассини» измерил только уровень азота в его атмосфере. Аргон, криптон или ксенон обнаружить не получилось. То есть Сатурн пока молчит о том, где и как возник он сам и Юпитер. Но ученые его обязательно разговорят.