Ein internationales Team von Wissenschaftlern, darunter der Forscher Nikolaos Georgakarakos von der NYU Abu Dhabi und andere aus den USA, Japan und China, hat unter der Leitung von Jian Li von der Nanjing University neue Erkenntnisse gewonnen, die die numerische Asymmetrie der Jupiter-Trojanerschwärme L4 und L5 erklären könnten , zwei Haufen mit mehr als 10.000 Asteroiden, die sich auf Jupiters Umlaufbahn um die Sonne bewegen.
Wissenschaftler wissen seit Jahrzehnten, dass es im L4-Schwarm deutlich mehr Asteroiden gibt als im L5-Schwarm, haben aber den Grund für diese Asymmetrie nicht vollständig verstanden. In der aktuellen Konfiguration des Sonnensystems zeigen die beiden Schwärme fast identische dynamische Stabilitäts- und Überlebenseigenschaften, was Wissenschaftler zu der Annahme veranlasst hat, dass die Unterschiede in früheren Zeiten des Lebens unseres Sonnensystems entstanden sind. Die Bestimmung der Ursache dieser Unterschiede könnte neue Details über die Entstehung und Entwicklung des Sonnensystems aufdecken.
In dem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel „Asymmetry in the number of L4 and L5 Jupiter Trojansdriven by jumping Jupiter“. Astronomie & Astrophysikstellen die Forscher einen Mechanismus vor, der die beobachtete Zahlenasymmetrie erklären kann.
„Wir schlagen vor, dass eine schnelle Migration des Jupiters nach außen – in Bezug auf die Entfernung zur Sonne – die Konfiguration der Trojanischen Schwärme verzerren kann, was zu stabileren Umlaufbahnen im L4-Schwarm als im L5-Schwarm führt“, sagte Li.
„Dieser Mechanismus, der vorübergehend unterschiedliche Evolutionspfade für die beiden Asteroidengruppen induziert, die sich die Umlaufbahn des Jupiter teilen, liefert eine neue und natürliche Erklärung für die unvoreingenommene Beobachtung, dass die L4-Asteroiden etwa 1,6-mal so groß sind wie die Asteroiden im L5-Schwarm. “
Das Modell simuliert die Umlaufbahnentwicklung von Jupiter, die durch eine planetare Umlaufbahninstabilität im frühen Sonnensystem verursacht wurde. Dies führte dazu, dass Jupiter mit sehr hoher Geschwindigkeit nach außen wanderte; eine Migration, von der die Forscher vermuten, dass sie die mögliche Ursache für die Änderungen in der Stabilität der nahe gelegenen Asteroidenschwärme war. Zukünftige Modelle könnten diese Arbeit erweitern, indem sie zusätzliche Aspekte der Entwicklung des Sonnensystems einbeziehen, die es mit verbesserter Genauigkeit abbilden könnten. Dies könnte die Simulation der schnellen Wanderungen des Jupiters mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und die Auswirkungen benachbarter Planeten umfassen.
„Die Eigenschaften des gegenwärtigen Sonnensystems bergen noch ungelöste Geheimnisse über seine Entstehung und frühe Entwicklung“, sagte Georgakarakos.
„Die Fähigkeit, ein Ereignis aus einem frühen Stadium der Entwicklung des Sonnensystems erfolgreich zu simulieren und diese Ergebnisse auf moderne Fragen anzuwenden, kann auch ein Schlüsselinstrument sein, wenn Astrophysiker und andere Forscher daran arbeiten, mehr über den Beginn unserer Welt zu erfahren.“
Mehr Informationen:
Jian Li et al, Asymmetrie in der Anzahl von L4- und L5-Jupiter-Trojanern, angetrieben durch springenden Jupiter, Astronomie & Astrophysik (2022). DOI: 10.1051/0004-6361/202244443