Bild Wikipedia Saturnus har
mer än 270 bekräftade månar. Titan är den största. Jupiter har över 95 kända
månar och bland dessa de fyra stora galileiska månarna (Io, Europa, Ganymedes,
Callisto, månarna Gelilei upptäckte).
De två största planeterna i vårt solsystem, Jupiter
och Saturnus, har också flest månar. För
närvarande är Jupiters rapporterade månantal över 100 st (troligen är inte alla ännu upptäckta) och tillsammans
med sina många ringar har Saturnus mer än 280 rapporterade månar. Alla dessa
månar är dock inte lika. Jupiters månfamilj består av fyra stora medlemmar, inklusive
den största månen i solsystemet, Ganymedes, medan Saturnus månfamilj domineras av
en stor måne, Titan, solsystemets näst största.
Båda planeterna är gasjättar därför har orsakerna
till skillnaderna av månar och dessas storlek länge förbryllat astronomer. Teorier
om satellitbildning har föreslagit vissa lösningar men nyare studier av
stjärnors magnetfält har antytt behovet av att ompröva dessa teorier. Det pågår
också en långvarig debatt kring magnetisk ackretion (tillväxt) och satellitbildning. Specifikt frågan om en inre hålighet kan bildas i Jupiters cirkumplanetära skiva (en skiva av gas och stoft som omger en exoplanet och är den plats där månar bildas),
ansamlingen av material som kretsar kring en planet och från vilket månar kan bildas.
En fysiskt konsekvent modell som kan förklara flera
system, som satellitsystemen runt Jupiter och Saturnus, kan vara tillämplig även på exoplaneter. Detta motiverade ett
samarbetsinriktat forskarteam från institutioner i Japan och Kina, inklusive
Kyoto University att utveckla en sådan modell.
"Att testa teorin om planetbildning är svårt eftersom vi bara har vårt eget solsystem som referens. Men det finns flera
satellitsystem nära oss vars detaljerade egenskaper vi kan observera,"
säger huvudförfattaren Yuri I. Fujii.
För att förstå Jupiters och Saturnus termiska
utveckling och hur deras magnetfält har varierat över tid, utförde teamet
numeriska simuleringar av de inre strukturerna hos unga gasjättar. Teamet
modellerade också numeriskt de skivorna på båda planeterna och
utförde N-kroppssimuleringar för att följa satellitbildning och
omloppsmigration med PC-klustret vid Center for Computational Astrophysics,
National Astronomical Observatory of Japan.
Resultaten visade att skillnaden mellan de stora
satellitsystemen runt Jupiter och Saturnus kan förklaras av deras olika
skivstrukturer, som härrör från styrkan i deras magnetfält. Specifikt orsakade
Jupiters starka magnetfält bildandet av en magnetosfärisk hålighet i skivan runt den unga gasjätten som troligen fångade in månarna
Io, Europa och Ganymedes. I kontrast var den unga Saturnus magnetfält för svagt
för att bilda en hålighet så de migrerande månarna kunde inte bli kvar i skivan (de större månarna eller asteroiderna).
En publikation över arbetet har gjorts av Yuri I. Fujii, Masahiro Ogihara, Yasunori Hori (2026). Different architecture of Jupiter and Saturn satellite systems from magnetospheric cavity formation. Nature Astronomy.
Studien utgör en grund för framtida observationer av
exomånar och skivor runt gasjättar. Teamets modell förutspår
att gasjättar i storlek med Jupiter eller större skulle utveckla kompakta
system med flera månar, medan en eller två månar skulle bildas runt gasplaneter
i Saturnus storlek. Nu är teamet intresserade av att utvidga sin teori
till andra månar och potentiella exomånsystem.




