Вероятно ли, что какой-либо из малых спутников Юпитера образовался на орбите вокруг Юпитера, или все они являются захваченными астероидами? Я задумался над этим вопросом, потому что мне было интересно, будут ли в планетарной системе субкоричневого карлика какие-либо астероиды или только круглые планеты.
Короткий ответ:
Кажется разумным предположить, что вокруг многих коричневых карликов вращается множество объектов с массами от планет-гигантов до крошечных астероидов.
Длинный ответ:
Планеты, коричневые карлики и звезды — это в чем-то похожие, но в то же время разные типы астрономических объектов. То, что верно для одного типа, может или не может быть верно для другого типа.
В молодости у Солнца был околозвездный диск из газа и пыли.
Околозвездный диск (или околозвездный диск) представляет собой тор, блин или кольцеобразное скопление вещества, состоящее из газа, пыли, планетезималей, астероидов или фрагментов столкновения на орбите вокруг звезды. Вокруг самых молодых звезд они являются резервуарами материала, из которого могут образовываться планеты. Вокруг зрелых звезд они указывают на то, что имело место образование планетезималей, а вокруг белых карликов они указывают на то, что планетарное вещество пережило всю звездную эволюцию. Такой диск может проявляться по-разному.
https://en.wikipedia.org/wiki/Circumstellar_disc[1]
Протопланетный диск представляет собой вращающийся околозвездный диск из плотного газа и пыли, окружающий молодую новообразованную звезду, звезду типа Т Тельца или звезду Хербига Ae/Be. Протопланетный диск также можно считать аккреционным диском самой звезды, поскольку газы или другой материал могут падать с внутреннего края диска на поверхность звезды. Этот процесс не следует путать с процессом аккреции, который, как считается, создает сами планеты. Фотоиспаряющиеся протопланетные диски с внешним освещением называются проплидами.
В июле 2018 года было сообщено о первом подтвержденном изображении такого диска, содержащего зарождающуюся экзопланету, названную PDS 70b. 3 3
https://en.wikipedia.org/wiki/Protoplanetary_disk[4]
Небулярная гипотеза формирования Солнечной системы описывает, как считается, что протопланетные диски эволюционируют в планетарные системы. Электростатические и гравитационные взаимодействия могут привести к тому, что частицы пыли и льда в диске срастутся в планетезимали. Этот процесс конкурирует со звездным ветром, который вытесняет газ из системы, а также с гравитацией (аккреция) и внутренними напряжениями (вязкостью), которые втягивают вещество в центральную звезду типа Т Тельца. Планетезимали составляют строительные блоки как земных, так и планет-гигантов.[18][19]
https://en.wikipedia.org/wiki/Protoplanetary_disk#Planetary_system[5]
Так планеты образовались из пыли и газа протопланетных околозвездных дисков.
Как образуются спутники вокруг планет?
Считается, что некоторые спутники Юпитера, Сатурна и Урана образовались из меньших околопланетных аналогов протопланетных дисков.[20][21] Формирование планет и спутников в геометрически тонких, богатых газом и пылью дисках является причиной того, что планеты расположены в плоскости эклиптики. Спустя десятки миллионов лет после образования Солнечной системы несколько внутренних а.е. Солнечной системы, вероятно, содержали десятки тел размером от Луны до Марса, которые аккрецировались и объединялись в планеты земной группы, которые мы сейчас видим. Луна Земли, вероятно, образовалась после того, как протопланета размером с Марс косо столкнулась с протоземлей примерно через 30 миллионов лет после образования Солнечной системы.
Считается, что некоторые спутники Юпитера, Сатурна и Урана образовались из меньших околопланетных аналогов протопланетных дисков.[20][21] Формирование планет и спутников в геометрически тонких, богатых газом и пылью дисках является причиной того, что планеты расположены в плоскости эклиптики. Спустя десятки миллионов лет после образования Солнечной системы несколько внутренних а.е. Солнечной системы, вероятно, содержали десятки тел размером от Луны до Марса, которые аккрецировались и объединялись в планеты земной группы, которые мы сейчас видим. Луна Земли, вероятно, образовалась после того, как протопланета размером с Марс косо столкнулась с протоземлей примерно через 30 миллионов лет после образования Солнечной системы. 2
Таким образом, некоторые планеты образуют околопланетные диски, из которых формируются некоторые их луны или естественные спутники.
В астрономии обычная луна - это естественный спутник, движущийся по относительно близкой и прямолинейной орбите с небольшим наклоном орбиты или эксцентриситетом. Считается, что они образовались на орбите вокруг своего основного спутника, в отличие от неправильных спутников, которые были захвачены.
Существует по крайней мере 57 постоянных спутников восьми планет: один у Земли, восемь у Юпитера, 23 названных обычных спутника у Сатурна (не считая сотен или тысяч спутников), 18 известных у Урана и 7 малых обычных спутников у Нептуна (нептуновых спутников). самая большая луна Тритон, по-видимому, была захвачена). Считается, что пять спутников Плутона и два спутника Хаумеа образовались на орбите этих карликовых планет из мусора, образовавшегося в результате гигантских столкновений.
Я не знаю, были ли у какой-либо из четырех внутренних планет нашей Солнечной системы околопанетарные диски, из которых образовались спутники. Если у Меркурия и Венеры когда-либо были спутники, они ушли в межпланетное пространство.
Происхождение земной Луны является загадкой. Преобладающая теория состоит в том, что планета размером с Марс столкнулась с Землей и образовала кольцо обломков вокруг Земли, из которого образовалась Луна. Если на Земле когда-либо были ммоны, формировавшие околопланетный диск, они, должно быть, были потеряны.
Происхождение двух крошечных спутников Мара также неясно. https://en.wikipedia.org/wiki/Луны_Марса#Происхождение[6]
Таким образом, я не знаю, образуют ли какой-либо земной тип околопланетные диски, из которых формируются спутники. Возможно, только планеты-гиганты имеют околопланетные диски, из которых формируются спутники.
В астрономии луна неправильной формы, спутник неправильной формы или естественный спутник неправильной формы - это естественный спутник, движущийся по далекой, наклонной и часто эксцентричной и ретроградной орбите. Они были захвачены своей родительской планетой, в отличие от обычных спутников, которые сформировались на орбите вокруг них. Неправильные спутники имеют стабильную орбиту, в отличие от временных спутников, которые часто имеют такие же неправильные орбиты, но в конечном итоге удаляются. Этот термин не относится к форме, поскольку Тритон - круглая луна, но считается неправильной из-за своей орбиты.
https://en.wikipedia.org/wiki/Irregular_moon[7]
Поскольку у Юпитера 8 равных спутников (из них только 4 гигантских спутника), у Сатурна более 23 сотен крошечных спутников, 18 у Урана и 7 маленьких обычных спутников у Нептуна. Кажется вероятным, что планеты-гиганты могут образовывать не только большие правильные спутники, но и также более мелкие обычные луны, достаточно маленькие, чтобы их можно было считать размером с астероид.
А коричневый карлик занимает промежуточное положение по массе между планетой и маломассивной звездой. Таким образом, кажется вероятным, что у многих коричневых карликов есть эквиваленты околозвездных и околопланетных дисков и что из этих дисков формируются более крупные и более мелкие астрономические объекты.
В настоящее время астрономам гораздо проще обнаружить планеты-гиганты вокруг других звезд, чем обнаружить планеты размером с Землю. Но они обнаружили несколько экзопланет, которые намного меньше Земли.
Астрономы также надеются обнаружить экзолуны, вращающиеся вокруг экзопланет. Но, конечно, первые обнаруженные экзолуны, вероятно, будут намного больше, чем любые луны в нашей Солнечной системе, не говоря уже о любых астроидах в нашей Солнечной системе.
Вот ссылка на список кандидатов на экзомун, ни один из которых еще не подтвержден:
https://en.wikipedia.org/wiki/Exomoon#Candidates[8]
Первое открытие маломассивной планеты, вращающейся вокруг коричневого карлика, было сделано в 2008 году.
MOA-2007-BLG-192Lb, иногда сокращаемая до MOA-192 b, 2 , — внесолнечная планета, удаленная примерно на 3000 световых лет от нас в созвездии Стрельца. Планета была обнаружена на орбите коричневого карлика или маломассивной звезды MOA-2007-BLG-192L. При массе примерно в 3,3 раза больше Земли, это одна из внесолнечных планет с наименьшей массой на момент открытия. Он был обнаружен, когда 24 мая 2007 г. он вызвал событие гравитационного микролинзирования, которое было обнаружено в рамках исследования микролинзирования MOA-II в обсерватории Университета Маунт-Джон в Новой Зеландии. 1
Первичная часть системы также мала. Имея примерно 6% массы Солнца, он, вероятно, слишком мал для поддержания термоядерных реакций, что делает его тускло светящимся коричневым карликом. 3 Кроме того, расчетное прогнозируемое расстояние между MOA-2007-BLG-192Lb и его главной звездой составляет примерно 0,62 астрономических единицы. 1 Это означает, что планета, вероятно, образовалась из большого количества льда и газа и по составу больше похожа на Нептун (планета-ледяной гигант), чем на Землю (планета земной группы), согласно астроному Дэвиду Беннетту из Университета Нотр-Дам. 3
https://en.wikipedia.org/wiki/MOA-2007-BLG-192Lb[9]
Таким образом, коричневые карлики не ограничиваются наличием планет-гигантов в качестве спутников. У них могут быть спутники гораздо менее массивные, чем у планет-гигантов. Учитывая широкий диапазон масс планет и астроидов, вращающихся вокруг Солнца, и масс лун, вращающихся вокруг планет в Солнечной системе, кажется разумным сделать вывод, что объекты, вращающиеся вокруг коричневых карликов, имеют размеры вплоть до размеров астероидов и метеороидов.
Но для обнаружения объектов размером с астероид вокруг других звезд или коричневых карликов потребуются гораздо более совершенные методы наблюдения.