Ispod Zemljinog jedinog satelita (Mjeseca) Sunčev sustav je prepun Mjeseca. U stvari, samo Jupiter ima 79 poznatih prirodnih satelita, dok Saturn ima najpoznatije mjesece bilo kojeg astronomskog tijela - robusnih 82. Astronomi su najduže vrijeme teoretizirali da se Mjeseci formiraju iz planeplanetnih diskova oko matičnog planeta i da su Mjeseci i planeta formiraju jedan pored drugog.
Međutim, znanstvenici su proveli više numeričkih simulacija koje su pokazale da je ova teorija pogrešna. Nadalje, rezultati ovih simulacija nisu u skladu s onim što vidimo u Sunčevom sustavu. Srećom, tim japanskih istraživača nedavno je proveo niz simulacija koje su dale bolji model kako diskovi plina i prašine mogu formirati mjesečeve sustave kakve danas vidimo.
Oko planeta poput Saturna, velike mjeseca poput Titana uparene su s nekoliko manjih mjeseci i stotinama sitnih. Ista je situacija i sa Jupiterom i Uranom, koji imaju pregršt velikih satelita koji čine većinu mase u sustavu, a ostali su mali ili čak maleni u usporedbi. Nijedan od ovih primjera nije u skladu s onim što su pokazali prethodni modeli formiranja mjeseca.
Rješavajući tu nejednakost, docenti Jurij Fujii i Masahiro Ogihara sa Sveučilišta Nagoya i Japanskog nacionalnog astronomskog opservatorija (NAOJ) pokrenuli su novi model formiranja mjeseca koji je uključivao realniju distribuciju temperature temeljenu na različitim stupnjevima prašine i leda u protoplanetarnom disku.
Potom su izveli niz simulacija s ovim modelom koji su uzeli u obzir pritisak iz diskovnog plina i utjecaj gravitacijske sile drugih satelita. Prema njihovim simulacijama, model koji su razvili Fujii i Ogihara omogućava razvoj sustava satelita kojim dominira jedan veliki mjesec - kao što to vidimo kod Titana i Saturna.
Štoviše, otkrili su da bi prašina u plavitalnom disku mogla stvoriti "sigurnosnu zonu" koja bi spriječila da veliki mjesec pada na planetu kako se sustav razvija. Scenarij u kojem se to događa (prikazano u nastavku) sastoji se od četiri koraka, od kojih se treći i četvrti događaju u okviru Fujii-jeve i Ogiharove simulacije.
U prvom koraku, disk koji sadrži plin i prašinu rotira se oko planete dok se u disku kondenziraju kruti materijali. U drugom koraku, čvrste komponente diska narastu do veličine satelita u planeplanetnom disku. U trećem stupnju, orbite ovih satelita se mijenjaju postupno zbog utjecaja plina u disku.
Od tog trenutka nadalje, mnogi se sateliti približavaju planeti u svojoj orbiti i na kraju padaju u nju. U međuvremenu, veliki satelit s orbitom u "sigurnosnoj zoni" može održavati svoju udaljenost od planete. U četvrtoj i posljednjoj fazi, plin u disku se raspršuje, a satelit koji preživi u "sigurnosnoj zoni" ostaje u stabilnoj orbiti.
„Prvi smo put pokazali da se može formirati sustav sa samo jednim velikim mjesecom oko džinovske planete,“ rekao je Fujii u nedavnom priopćenju CFCA-e. "Ovo je važna prekretnica za razumijevanje podrijetla Titana."
Međutim, model ima ograničenja kada je u pitanju Titan i drugi mjesečevi sustavi u našem Sunčevom sustavu - koji su se formirali prije milijarde godina zajedno sa Sunčevim planetima. S pozitivne strane, to bi se moglo pokazati vrlo korisnim astronomima koji trenutno proučavaju egzoplanet sustave koji su još u procesu formiranja. Kao što je Ogihara objasnio:
„Bilo bi teško ispitati je li Titan zaista proživio taj proces. Naš bi scenarij mogao biti provjeren istraživanjem satelita oko ekstrasolarnih planeta. Ako se nađe mnogo sustava s jedno-egzomoonom, mehanizmi formiranja takvih sustava postat će žarko pitanje. "
Studija koja opisuje njihova otkrića, pod nazivom „Formiranje sustava s jednom mjesecom oko plinskih divova“, nedavno se pojavila u časopisu Astronomija i astrofizika, I svakako pogledajte ovaj video
