Způsob, jak se z malých těles obíhajících Slunce stávají tělesa obíhající planety (např. měsíce) zůstával po dlouhou dobu jedním z nevyřešených problémů studia planetární soustavy. Článek publikovaný v časopise Nature 15. května ukazuje, jak lze tento problém vyřešit pomocí teorie chaosu. Článek navíc obsahuje předpovědi oblastí, ve kterých by astronomvé měli hledat další měsíce obíhající velké planety.

V posledních několika letech bylo objeveno veliké množství těles obíhajících velké planety. Například Jupiter má nyní 60 měsíců, Saturn 30. Astronomvé věří, že pochopení původu těchto těles může odhalit důležité vodítko porozumění rané historii planet. Takový pohled na naši sluneční soustavu nám umožní porozumět vzniku ostatních planetárních systémů a rozhodnout, zda jsou v některých podmínky vhodné pro život.

Měsíce můžeme rozdělit do dvou skupin - pravidelné a nepravidelné. Pravidelné měsíce mají přibližně kruhovou oběžnou dráhu a předpokládá se, že vznikly v průběhu ranné historie sluneční soustavy. Nepravidelné měsíce mají výrazně eliptickou dráhu a obíhají planetu ve vzdálenostech mnoho milionů kilometrů. Domníváme se, že tyto měsíce původně obíhaly Slunce a následně byly "zachyceny" planetou.

Při řešení "zachycení" vyvstaly dva problémy

1. Problém gravitačního zachycení tělesa - mechanismus jevu, kdy těleso přechází z jedné oběžné dráhy okolo Slunce na oběžnou dráhu okolo planety zůstává nevyřešený.
2. Vysvětlení drah nepravidelných měsíců - některé obíhají na přímé oběžné dráze - rotují stejně jako planeta, zatímco většina má zpětný (retrográdní) pohyb.

Dva matematici Bristolské univerzity (Stephen Wiggins a Andrew Burbanks) ve spolupráci s teoretickými chemiky na univerzitě Utah USA (David Farrelly a Sergey Astakhov) použili teorii chaosu k objasnění průběhu chemických reakcí. Zjistili, že přístup použitý pro řešení problémů chemických reakcí lze aplikovat na problém "gravitačního zachycení". Navíc předpokládali, že vyřešení tohoto problému jim pomůže získat nadhled nad původním probémem.

Stephen Wiggins uvedl: "Když jsme se začali zabývat teorií zachycení nepravidelných měsíců, zjistili jsme, že nikdo zatím nezkoušel tento problém řešit teorií chaosu ve třech dimenzích. Většina prací se zabývala popisem chování měsíců po jejich zachycení. K pokusu o porozumění jak může být těleso obíhající Slunce navedeno na dráhu okolo velkých planet jsme simulovali "přepínací" mechanismus. Zjistili jsme, že to byly chaos (nepravidelnosti), který umožnil zachycení".

Představené řešení nejen odpovídá současným pozorováním, ale také předpovídá další oblasti, kde se mohou malé měsíce nacházet. Schopnost předpovídat oblasti vhodné k pozorování velmi usnadní práci astronomům hledajícím nepravidelné měsíce velkých planet a také umožní ověřit tuto teorii v praxi.

Výzkum také vysvětluje vysoký počet měsíců se zpětným pohybem. Gravitačně zachycené měsíce pohybující se po přímé dráze mají větší tendenci k těsným přiblížením k planetě, což mimo jiné znamená vyšší pravděpodobnost zničení při kolizi s vnitřními měsíci velkých planet, případně s planetou samotnou.

Zdroj: University of Bristol