TLDR: Modelování na základě vzdáleností měsíců Jupiteru i starších simulací naznačuje, že na počátku formování soustavy byl Jupiter rozměrnější. Studie tuna.

I když je Jupiter největší planeta naší soustavy, nová studie míní, že jde už jen o splasklého dědečka – aspoň ve srovnání s tím, jaký gigant to byl v mládí! Nejenže vědátoři odkhadují, že Jupiter byl až dvakrát větší než dnes, ale taky mohl mít magnetické pole až 50x silnější!

„Planeta se takhle moc nemění, ne?“

Spíše mění! Aspoň na obrovské časové škále – a víc v období, kdy je soustava mladší, spíše než když už je vše ustálené. Jenom namátkou: simulace i některé teorie třeba naznačují, že Jupiter mohl kdysi obíhat na úrovni dnešní dráhy Marsu, že na orbitě Marsu se pravidelně vytváří prstence z cyklické srážky Phobosu a Deimosu – nebo že že Země se srazila s protoplanetou Theia!

Idea, že by Jupiter mohl být větší, tedy není sama o sobě mimo. Konstantin Batygin z Caltechu a Fred C. Adams z Michiganské univerzity své tvrzení staví na studiu malých měsíců Jupitera Amalthea a Thebe. Ty obíhají ještě blíže k Jupiteru než Io, nejmenší a nejbližší ze čtyř velkých Galileových měsíců.

Protože Amalthea a Thebe mají mírně nakloněné oběžné dráhy, Batygin a Adams analyzovali tyto malé odchylky oběžných drah, aby vypočítali původní velikost Jupitera…

„Co jim asi tak vyšlo za mysteriózní numera…“

Výpočty odhalují to, co jsme již jaksi prozrazili! Tedy, že přibližně 3,8 milionu let po vzniku prvních pevných látek ve Sluneční soustavě – klíčovém okamžiku, kdy se rozptyloval disk hmoty kolem Slunce, známý jako protoplanetární mlhovina – byl Jupiter až 2x větší a měl 50x silnější magnetické pole.

Samože, kalkulace není výsledkem cestování časem. Nicméně, že orbity měsíců mohou dávat dobrý náhled do toho, kolem čeho obíhají. Byť se orbity mohou měnit, nelze obíhat příliš blízko atmosféře (pak by se těleso do planety ponořilo) ani nízké orbitě (pak by se těleso o určité velikosti rozpadlo a jeho trosky se ponořily).

Ač se měsíce v zásadě taky pomalu vzdalují (pokud tedy nejsou moc blízko), toto tempo taky není překotné. To vše znamená, že měsíčky dávají dobrou představu o maximách dávných světů…

A jelikož známe jejich současný vzhled, lze z toho udělat odborný úsudek o vzhledu minulém! Není to ani nějaký model, který si vědátoři napsali při čekání v pauze na kafe. Staví na půlstoletí simulování scénářů, v nichž Jupiter a další obří planety kolem jiných hvězd vznikly akrecí jádra. Tedy procesem, při kterém se kolem skalnatého a ledového jádra rychle shromažďuje plyn!

„OK, ale jak Jupiter tu tu velikost přišel?“

Podstatné je, že se nacházíme na samém počátku éry planetární soustavy. Jakmile se zastavila akrece hmoty a proces „formování planet“, Jupiter se začal gravitačně stahovat a chladnout – tímse zmenšil jeho objem a změnily se i vnitřní dynamické podmínky. I když si zachoval rotační moment hybnosti, zmenšení poloměru vedlo ke zvýšení rotační rychlosti. Slábnoucí vnitřní konvekce a změna struktury pak způsobily výrazné oslabení magnetického pole z původních ~21 mT na dnešních ~0,42 mT!

Lze usuzovat, že podobný proces se odehrál i u jiných plynných obrů, a naopak nebyl vlastní kamenným planetám, jako je Země. Šmírováním minulosti Jupitera nám tak říká víc i o možné minulosti jiných světů – až z jejich někdejší velikosti možná někdo uroní slzičku!

Ale přece i bývalí šampioni si nakonec zaslouží klid na stáří…

[Ladislav Loukota]

Vědátor vznikl jako spinoff spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd, dnes jej provozuje spolek Hyperion Media. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – kontaktní mail je [email protected]