Поред јединог Земљиног сателита (Месеца), Сунчев систем је препун месеци. У ствари, сам Јупитер има 79 познатих природних сателита, док Сатурн има најпознатије луне било којег астрономског тела - робусних 82. Астрономи су најдуже време теоретизовали да се месеци формирају од планетарних дискова око матичне планете и да су месеци и планета формирају један поред другог.
Међутим, научници су спровели више нумеричких симулација које су показале да је ова теорија погрешна. Шта више, резултати ових симулација нису у складу са оним што видимо у Сунчевом систему. Срећом, тим јапанских истраживача недавно је спровео низ симулација које су дале бољи модел како дискови гаса и прашине могу формирати врсте месечевих система које данас видимо.
Око планета попут Сатурна, велики месеци попут Титана упарени су са неколико мањих месеци и стотинама ситних. Иста је ситуација и са Јупитером и Ураном, који имају прегршт великих сателита који чине већину масе у систему, док су остали мали или чак ситни у поређењу. Ниједан од ових примера није у складу са претходним моделима формирања месеца.
Бавећи се овом неједнакошћу, доценти Јуриј Фујии и Масахиро Огихара - са Нагоиа универзитета и Националне астрономске опсерваторије Јапана (НАОЈ) - покренули су нови модел формирања месеца који је укључивао реалнију расподелу температуре засновану на различитим степенима прашине и леда у протопланетарном диску.
Затим су покренули низ симулација са овим моделом који су узели у обзир притисак из дисковног гаса и утицај који би имала гравитациона сила других сателита. Према њиховим симулацијама, модел који су развили Фујии и Огихара омогућава развој система сателита којима доминира један велики месец - као што то видимо код Титана и Сатурна.
Шта више, открили су да би прашина на плавном диску могла да створи „безбедносну зону“ која би спречавала велики месец да пада на планету како се систем развија. Сценариј у којем се то догађа (приказано доле) састоји се од четири корака, од којих се трећи и четврти догађају у оквиру Фујии-јеве и Огихарове симулације.
У првом кораку, диск који садржи гас и прашину ротира се око планете док се у диску кондензују чврсти материјали. У другом кораку, чврсте компоненте диска нарасту до величине сателита у ободном планету. У трећој фази, орбите ових сателита се постепено мењају због утицаја гаса у диску.
Од тог тренутка надаље, многи сателити се приближавају планети у својим орбитама и на крају падају на њу. У међувремену, велики сателит са орбитром у „безбедносној зони“ је у стању да одржи своју удаљеност од планете. У четвртој и последњој фази, гас у диску се распршује, а сателит који преживи у „безбедносној зони“ остаје у стабилној орбити.
„Први пут смо показали да се систем са само једним великим месецем око џиновске планете може формирати“, рекао је Фујии у недавном саопштењу ЦФЦА. "Ово је важна прекретница за разумевање порекла Титана."
Међутим, модел има ограничења када је у питању Титан и други месечеви системи у нашем Сунчевом систему - који су се формирали пре милијарде година заједно са Сунчевим планетима. Са позитивне стране, то би се могло показати врло корисним астрономима који тренутно проучавају егзопланет системе који су још увек у процесу формирања. Као што је Огихара објаснио:
„Било би тешко испитати да ли је Титан заиста доживео овај процес. Наш сценарио би се могао верификовати истраживањем сателита око екстрасоларних планета. Ако се нађе много једно-егзомоонских система, механизми формирања таквих система постаће ватрено питање. "
Студија која описује њихова открића, под називом „Формирање система једносмесеца око гасних дивова“, недавно се појавила у часопису Астрономија и астрофизика. Обавезно погледајте овај видео
