Газовий гігант Юпітер, названий на честь царя богів у римському пантеоні, завжди дожив до свого імені. Окрім того, що є найбільшою планетою Сонячної системи - у два з половиною більше маси всіх інших планет разом, - вона має також неймовірно потужне магнітне поле та найінтенсивніші бурі будь-якої планети Сонячної системи.
Більше того, в ній живуть одні з найбільших лун Сонячної системи (відомі як Галілейські місяці), і вона має більше відомих лун, ніж будь-яка інша планета. І завдяки недавньому опитуванню під керівництвом Скотта С. Шеппарда з Інституту Карнегі було відкрито ще дванадцять лун. Це приводить загальну кількість відомих лун навколо Юпітера до 79 і може дати нове розуміння історії Сонячної системи.
Команду очолював Скотт С. Шеппард, до складу якої входили Дейв Толен (Гавайський університет) та Чад Трухільо (Університет Північної Арізони). Саме ця команда вперше запропонувала існування масивної планети у зовнішній течії Сонячної системи (Планета 9 або Планета X) у 2014 році, грунтуючись на незвичній поведінці певних популяцій екстремальних транснептунівських об’єктів (eTNO).
Досить цікаво, що саме тоді, коли Шеппард та його колеги полювали на цю невловиму планету, вони помітили перший із цих нових лун у 2017 році. Як Шеппард пояснив у недавньому прес-релізі Карнегі:
«Юпітер просто трапився в небі поблизу полів пошуку, де ми шукали надзвичайно віддалені об’єкти Сонячної системи, тому нам безперервно вдалося шукати нових лун навколо Юпітера, в той же час шукаючи планети біля меж нашої Сонячної Система ».
Початкові відкриття були здійснені за допомогою 4-метрового телескопа Бланко в Міжамериканській обсерваторії Серро Тололо (CTIO) у Чилі. Потім вони були підтверджені за допомогою камери темної енергії (DECam), яка була додана до телескопа Blanco як минулого опитування темної енергії. Додаткові дані надали 6,5-метрові телескопи Magellan Observatories Carnegie Observatories.
Орбіти нововиявлених лун потім обчислив Гарет Вільямс з Центру малих планет Міжнародного астрономічного союзу (MPC) на основі спостережень команди. "Потрібно кілька спостережень, щоб підтвердити, що об'єкт фактично орбітує навколо Юпітера", - сказав він. "Отже, весь процес зайняв рік".
Як видно із зображення, поданого вище, два нововиявлені місяці (позначені синім кольором) є частиною внутрішньої групи, яка має орбіти, що рухаються (тобто вони орбітують у тому ж напрямку, що і обертання планети). Вони завершують одну орбіту за трохи менше року, і мають подібні орбітальні відстані та кути нахилу. Це можливий показник того, що ці місяці є фрагментами більшого місяця, який був розбитий, можливо, через зіткнення.
Дев'ять молодих лун (позначених червоним кольором) є частиною далекої зовнішньої групи, яка має ретроградні орбіти, тобто вони орбітують у протилежному напрямку обертання Юпітера. Ці місяці потребують близько двох років, щоб виконати одну орбіту Юпітера і об'єднані в три орбітальні групи, які мають однакові відстані та нахили. Як такі, вони також вважаються залишками трьох більших лун, які розірвалися через минулі зіткнення.
Команда спостерігала ще один Місяць, який не входить до жодної групи, і на відміну від будь-якого відомого місяця, що обертався навколо Юпітера. Цей "дивний місяць" є більш віддаленим і більш нахиленим, ніж програні місяці, і він займає близько півтора років на орбіту Юпітера, а значить, його орбіта перетинає зовнішні ретроградні місяці. Через це набагато частіше трапляються лобові зіткнення з ретроградними лунами, які орбітують у зворотному напрямку.
Орбіту цього чудернацького Місяця також підтвердили Боб Джейкобсон та Марина Брозович в лабораторії реактивного руху НАСА в 2017 році. Це частково мотивувалося тим, щоб Місяць не був загублений до того, як він прибуде в передбачуване місце на його орбіті під час відновлення спостереження, зроблені в 2018 році. Як пояснив Шеппард,
"Наше інше відкриття - це справжній дивний куля і має орбіту, як жодна інша відома Місяцька Місяць. Ймовірно, найменший відомий Місяць Юпітера, діаметром менше одного кілометра ... Це нестабільна ситуація. Лобові зіткнення швидко розійдуться і перемелюють предмети до пилу ».
Тут також команда вважає, що цей місяць може бути залишком колись більшого місяця; в цьому випадку той, який мав орбіту програда, яка утворювала деякі ретроградні місяці внаслідок минулих зіткнень. Місячний луна вже має запропоновану назву - Валетудо, після правнучки Юпітера, богині здоров'я та гігієни в римському пантеоні.
Окрім додавання до загального числа Місяця Юпітера, вивчення того, що формувало орбітальну історію цього Місяця, могло б навчити вчених про найдавніший період Сонячної системи. Наприклад, той факт, що найменші місяці в різних орбітальних групах Юпітера (проград, ретрограда) все ще рясні, говорить про те, що зіткнення, що їх створили, відбулися після епохи формування планети.
Відповідно до туманної гіпотези формування Сонячної системи, Сонце в цей час все ще було оточене обертовим протопланетним диском - тобто газом і пилом, з яких утворилися планети. Через їх розміри - від 1 до 3 км - ці місяці мали б більший вплив навколишнього газу та пилу, що спричинило б затягування на їх орбітах і спричинило їх падіння всередину Юпітера.
Той факт, що ці місяці все ще існують, свідчить про те, що вони, ймовірно, утворюються після того, як цей газ і пил розсіюються. У цьому відношенні ці місяці схожі на капсули часу або геологічні записи, що зберігають фрагменти історії становлення та еволюції Юпітера (та Сонячної системи).
Це дослідження частково фінансувалося грантом NASA Planetary Astronomy, і стало можливим завдяки допомозі кількох обсерваторій. Сюди ввійшли 4-метровий телескоп Discovery Channel в обсерваторії Лоуелл, штат Арізона, 8-метровий телескоп Subaru і 2,2-метровий телескоп Університету Гаваїв та 8-метровий телескоп Gemini на Гаваях.
