Maan ainoan satelliitin (Kuun) ulkopuolella aurinkokunta on täynnä kuut. Itse asiassa pelkästään Jupiterilla on 79 tunnettua luonnollista satelliittia, kun taas Saturnuksessa on tunnetuimpia kuut kaikista tähtitieteellisistä kappaleista - vankka 82. Pitkäksi ajaksi tähtitieteilijät ovat teorioineet, että kuut muodostuvat ympäri planeettaplaateista vanhemman planeetan ympärillä ja että kuut ja planeetta muodostavat toistensa rinnalla.
Tutkijat ovat kuitenkin suorittaneet useita numeerisia simulaatioita, jotka ovat osoittaneet tämän teorian olevan virheellinen. Lisäksi näiden simulaatioiden tulokset ovat ristiriidassa sen kanssa, mitä näemme koko aurinkokunnassa. Onneksi japanilaisten tutkijoiden ryhmä teki äskettäin sarjan simulaatioita, jotka tuottivat paremman mallin siitä, kuinka kaasu- ja pölylevyt voivat muodostaa sellaisia kuujärjestelmiä, joita näemme tänään.
Ympärillä planeettojen kuten Saturnus, suuret kuut, kuten Titan, on pariksi useampien pienempien kuiden ja satojen pienten kanssa. Tilanne on sama Jupiterilla ja Uranuksella, joissa on kourallinen suuria satelliitteja, jotka muodostavat suurimman osan järjestelmän massasta, kun taas loput ovat pieniä tai jopa pieniä verrattuna. Mikään näistä esimerkeistä ei ole sopusoinnussa sen kanssa, mitä aiemmat kuunmuodostusmallit ovat osoittaneet.
Nagoyan yliopiston ja Japanin kansallisen tähtitieteellisen observatorion (NAOJ) apulaisprofessorit Juri Fujii ja Masahiro Ogihara tekivät tämän eron ratkaisemiseksi uuden kuunmuodostusmallin, joka sisälsi realistisemman lämpötilajakauman, joka perustuu vaihteleviin pölyasteisiin ja jää protoplanetaarisella levyllä.
Sitten he ajoivat sarjan simulaatioita tämän mallin kanssa ottaen huomioon levyn kaasun aiheuttaman paineen ja muiden satelliittien painovoiman vaikutuksen. Simulaatioidensa mukaan Fujii ja Ogiharan kehittämä malli mahdollistaa satelliittijärjestelmän kehittämisen, jota hallitsee yksi suuri kuu - kuten näemme Titanin ja Saturnuksen kanssa.
Lisäksi he havaitsivat, että ympyräplanetaarisella levyllä oleva pöly voisi luoda ”turvavyöhykkeen”, joka estäisi suuren kuun putoamasta planeetalle järjestelmän kehittyessä. Skenaario, jossa tämä tapahtuu (esitetty alla), koostuu neljästä vaiheesta, joista kolmasosa neljännestä tapahtuu Fujin ja Ogiharan simulaatioiden sisällä.
Vaiheessa yksi kaasua ja pölyä sisältävä levy pyörii planeetan ympäri muodostuessaan ja kiinteät materiaalit tiivistyvät levyyn. Vaiheessa kaksi levyn kiinteät komponentit kasvavat ympyrän planetaarisen levyn satelliitin kokoon. Vaiheessa kolme näiden satelliittien kiertoradat muuttuvat vähitellen levyn kaasun vaikutuksesta.
Juuri tästä hetkestä lähtien monet satelliitit vetäytyvät lähemmäksi planeettaa kiertoradallaan ja putoavat lopulta siihen. Samaan aikaan suuri satelliitti, jonka kiertorata on “turvavyöhykkeellä”, pystyy pitämään etäisyyden planeetasta. Neljännessä ja viimeisessä vaiheessa levyllä oleva kaasu hajoaa ja satelliitti, joka säilyy ”turvavyöhykkeellä”, pysyy vakaalla kiertoradalla.
"Osoitimme ensimmäistä kertaa, että järjestelmä, jossa on vain yksi suuri kuu jättiläisen planeetan ympärillä, voi muodostua", kertoi Fujii äskettäisessä CFCA: n lehdistötiedotteessa. "Tämä on tärkeä virstanpylväs Titanin alkuperän ymmärtämiseksi."
Mallissa on kuitenkin rajoituksia Titanille ja muille aurinkokunnan kuuhujärjestelmille - jotka kaikki muodostivat miljardeja vuosia sitten yhdessä aurinkoplaneettojen kanssa. Plussapuolella se voi osoittautua erittäin hyödylliseksi tähtitieteilijöille, jotka opiskelevat tällä hetkellä eksoplaneettajärjestelmiä, jotka ovat edelleen muodostumisprosessissa. Kuten Ogihara selitti:
”Olisi vaikea tutkia, onko Titan todella kokenut tämän prosessin. Skenaariomme voitiin varmistaa tutkimalla ekstrasolaaristen planeettojen ympärillä olevia satelliitteja. Jos löydetään useita yhden eksomoonin järjestelmiä, tällaisten järjestelmien muodostumismekanismeista tulee kuuma aihe. "
Tutkimus, joka kuvaa heidän havaintojaan, nimeltään ”Yksikuukaisten järjestelmien muodostuminen kaasujättiläisten ympärille”, ilmestyi äskettäin lehdessä Tähtitiede ja astrofysiikka. Ja muista katsoa tämä video
