Već znamo dosta o tome kako se formiraju planete, ali formiranje meseca je potpuno drugačiji proces, i onaj sa kojim nismo toliko upoznati. Naučnici misle da razumeju kako je nastao najvažniji Mesec u našem Sunčevom sistemu (naš sopstveni), ali njegovo nasilno rođenje nije norma, i ne može objasniti veće sisteme meseca poput Galilejevih meseca oko Jupitera. Novo poglavlje knjige (koje je takođe objavljeno kao pre-print rad) Yuhita Shibaikea i Yanna Aliberta sa Univerziteta u Bernu raspravlja o različitim idejama koje okružuju formiranje velikih sistema meseca, posebno Galilejevih, i kako bismo ih jednog dana mogli razlikovati.

Slika: Galileo Galilej otkrio je Jupiterove mesece 7. januara 1610. godine. Prvo je uočio tri meseca koje je opisao kao „tri fiksne zvezde“ blizu Jupitera. Nakon nekoliko dana posmatranja shvatio je da se ta tela kreću oko Jupitera, što je značilo da su to njegovi meseci. Četvrti mesec otkrio je 13. januara iste godine. Ovi meseci su kasnije dobili imena Io, Evropa, Ganimed i Kalisto, a poznati su kao Galilejevi meseci.

Galilejevi meseci formiraju ono što je poznato kao cirkum-Jovijanski disk (CJD), analog cirkum-zvezdanog diska (CSD) koji okružuje Sunce, ali umesto toga ima Jupiter u svom centru. Ostalih 93+ ne-Galilejevih meseca oko Jupitera takođe definišu CJD, ali njihovo stvaranje može biti drugačije zbog razlika u veličini.

Prema radu, postoje tri glavne razlike između formiranja planeta i formiranja meseca. Formiranje meseca se dešava na mnogo bržoj vremenskoj skali – oko 10-100 puta brže od formiranja planeta. Sam sistem takođe uvek dobija dodatni materijal iz CSD-a i gubi ga u ono što je u centru diska, što je u slučaju CJD-a Jupiter. I konačno, nema ni približno toliko primera sistema sa više velikih meseca kao što ima planetarnih sistema, barem od otkrića egzoplaneta pre 30 godina. Jupiter i Saturn ostaju naši jedini primeri velikih sistema meseca, i proći će neko vreme pre nego što se pronađe bilo koji multi-egzo-mesečev sistem.

Fraser raspravlja o formiranju našeg Meseca, koje je bilo dramatično drugačije od formiranja Galilejevih.

Dakle, šta možemo reći o formiranju ovih sistema meseca iz dva koja poznajemo. Rad proces deli na tri koraka. Prvo je formiranje CJD-a, koji uključuje gas i prašinu, kao i mesece. Ovo je prvobitno podržano „modelom minimalne mase“ razvijenim 1980-ih koji je pretpostavljao da je disk statičan i da sadrži približno ukupnu masu Galilejevih meseca. Godine 2002. razvijena je nova teorija koja je modelirala CJD kao „disk gladan gasa“ gde je originalni CJD bio relativno siromašan materijalom, ali je imao mnogo dodatnog materijala dodanog gravitacionim zarobljavanjem iz CSD-a.

Veruje se da je to gravitaciono zarobljavanje igralo ključnu ulogu u formiranju Galilejevih meseca i označava drugu fazu njihovog stvaranja. Međutim, Jupiter je planeta, a jedan od zahteva planete je da čisti svoju orbitalnu putanju. Budući da je Jupiter najveća planeta, to čini vrlo efikasno, što uključuje ono što astronomi smatraju „šljunkom“ (ali na Zemlji bi se moglo smatrati pristojno velikom stenom od nekoliko metara).

Jedan od načina da se meseci akumuliraju s obzirom na ovu oskudicu malog materijala je korišćenje još manjeg materijala – male čestice prašine mogu ući u CJD bez da ih Jupiter poremeti, iako postoji neka rasprava o tome koliko je ovaj proces efikasan. Druga metoda bi bila „zarobljavanje planetezimala“ gde Jupiterov gravitacioni bunar hvata jezgro onoga što bi na kraju bila planeta, ali onda na kraju jednostavno postaje jedan od meseca gigantske planete. Mogli su biti gravitaciono poremećeni Saturnom, a zatim usporeni u svojoj orbiti prolaskom kroz oblak gasa koji je okruživao rani Jupiter i koji je činio CJD.

Fraser detaljnije raspravlja o misijama koje će istraživati Jupiterove mesece.

Postoje neke razlike u samim Galilejevim mesecima koje se mogu koristiti za dokazivanje ili opovrgavanje ovih različitih teorija formiranja. Na primer, Kalisto uopšte nije u rezonanciji sa Jupiterom, za razliku od ostatka njegovih Galilejevih srodnika. Jedna potencijalna teorija za to je da je Jupiterov četvrti mesec formiran pod različitim uslovima, ili je možda bio pogođen sopstvenim impaktorom koji ga je izbacio iz prirodnog toka. Kalisto je ponovo izuzetak jer je samo delimično „diferenciran“ (što znači da ima zasebno jezgro, plašt i spoljašnju ljusku), za razliku od svoja tri saputnika. Neki modeli akrecije šljunka misle da je Kalisto još uvek ranoj fazi svog formiranja i da će na kraju početi da liči na svoje vršnjake.

Ali na kraju, ta pitanja, i mnoga druga o formiranju velikih sistema meseca, biće teško odgovoriti bez više podataka. Misija Jupiter Icy Moon Explorer (JUICE) pomoći će da se rasvetle ta pitanja, ali čak i tada to je samo jedan, ili najviše dva, skupa podataka koje imamo na raspolaganju. Dok teleskopi za lov na egzoplanete ne postanu dovoljno moćni da počnu da pronalaze egzomese onoliko često koliko trenutno pronalaze planete, mnoge od ovih teorija formiranja ostaće neproverene. Ti podaci će na kraju doći jednog dana, i kada se to dogodi, pomoći će nam da bolje razumemo neke važne delove našeg Sunčevog sistema.

Izvor: Universe Today (universetoday.com).