Ο γίγαντας φυσικού αερίου Δίας, ο οποίος ονομάστηκε προς τιμήν του βασιλιά των θεών στο ρωμαϊκό πάνθεον, έζησε πάντα μέχρι το όνομά του. Εκτός από το ότι είναι ο μεγαλύτερος πλανήτης στο Ηλιακό Σύστημα - με δυόμισι φορές τη μάζα όλων των άλλων πλανητών - έχει επίσης ένα απίστευτα ισχυρό μαγνητικό πεδίο και τις πιο έντονες καταιγίδες οποιουδήποτε πλανήτη στο Ηλιακό Σύστημα.
Επιπλέον, φιλοξενεί μερικά από τα μεγαλύτερα φεγγάρια στο Ηλιακό Σύστημα (γνωστό ως φεγγάρια Galilean) και έχει πιο γνωστά φεγγάρια από οποιονδήποτε άλλο πλανήτη. Και χάρη σε μια πρόσφατη έρευνα με επικεφαλής τον Scott S. Sheppard του Carnegie Institution of Science, έχουν ανακαλυφθεί δώδεκα ακόμη φεγγάρια. Αυτό αυξάνει τον συνολικό αριθμό γνωστών φεγγαριών γύρω από τον Δία σε 79, και θα μπορούσε να δώσει νέα εικόνα για την ιστορία του Ηλιακού Συστήματος.
Η ομάδα διευθύνεται από τον Scott S. Sheppard και περιελάμβανε τον Dave Tholen (Πανεπιστήμιο της Χαβάης) και τον Chad Trujillo (Πανεπιστήμιο Βόρειας Αριζόνα). Ήταν η ίδια ομάδα που πρότεινε για πρώτη φορά την ύπαρξη ενός τεράστιου πλανήτη στις εξωτερικές περιοχές του Ηλιακού Συστήματος (Πλανήτης 9 ή Πλανήτης Χ) το 2014, με βάση την ασυνήθιστη συμπεριφορά ορισμένων πληθυσμών ακραίων Υπερ-Ποσειδώνων Αντικειμένων (eTNOs).
Περιέργως, ήταν όταν ο Sheppard και οι συνάδελφοί του κυνηγούσαν αυτόν τον απατηλό πλανήτη που εντόπισαν το πρώτο από αυτά τα νέα φεγγάρια το 2017. Όπως εξήγησε ο Sheppard σε ένα πρόσφατο δελτίο τύπου του Carnegie:
«Ο Δίας τυχαία βρισκόταν στον ουρανό κοντά στα πεδία αναζήτησης όπου αναζητούσαμε εξαιρετικά απομακρυσμένα αντικείμενα του Ηλιακού Συστήματος, οπότε είχαμε τη δυνατότητα να αναζητήσουμε νέα φεγγάρια γύρω από τον Δία, ενώ ταυτόχρονα αναζητούσαμε πλανήτες στα όρια του Ηλιακού μας Σύστημα."
Οι αρχικές ανακαλύψεις έγιναν χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο Blanco 4 μέτρων στο Διαμερικανικό Παρατηρητήριο Cerro Tololo (CTIO) στη Χιλή. Στη συνέχεια επιβεβαιώθηκαν με τη βοήθεια της κάμερας Dark Energy (DECam), η οποία προστέθηκε στο τηλεσκόπιο Blanco ως παρελθόν της έρευνας για τη σκοτεινή ενέργεια. Πρόσθετα δεδομένα παρείχαν τα Carnegie Observatories 6,5 μέτρων Magellan Telescopes.
Οι τροχιές των πρόσφατα ανακαλυφθέντων φεγγαριών υπολογίστηκαν στη συνέχεια από τον Gareth Williams από το Κέντρο Μικρών Πλανητών της Διεθνούς Αστρονομικής Ένωσης (MPC), με βάση τις παρατηρήσεις της ομάδας. «Χρειάζονται αρκετές παρατηρήσεις για να επιβεβαιωθεί ότι ένα αντικείμενο περιστρέφεται πραγματικά γύρω από τον Δία», είπε. «Έτσι, όλη η διαδικασία χρειάστηκε ένα χρόνο.»
Όπως μπορείτε να δείτε από την παραπάνω εικόνα, δύο από τα φεγγάρια που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα (υποδεικνύονται με μπλε χρώμα) είναι μέρος της εσωτερικής ομάδας που έχουν προχωρημένες τροχιές (δηλαδή περιστρέφονται στην ίδια κατεύθυνση με την περιστροφή του πλανήτη). Συμπληρώνουν μία μόνο τροχιά σε λιγότερο από ένα χρόνο και έχουν παρόμοιες τροχιακές αποστάσεις και γωνίες κλίσης. Αυτή είναι μια πιθανή ένδειξη ότι αυτά τα φεγγάρια είναι θραύσματα ενός μεγαλύτερου φεγγαριού που διαλύθηκε, πιθανώς λόγω σύγκρουσης.
Εννέα από τα νέα φεγγάρια (υποδεικνύονται με κόκκινο χρώμα) είναι μέρος της μακρινής εξωτερικής ομάδας που έχουν οπισθοδρομικές τροχιές, που σημαίνει ότι περιστρέφονται στην αντίθετη κατεύθυνση της περιστροφής του Δία. Αυτά τα φεγγάρια χρειάζονται περίπου δύο χρόνια για να ολοκληρώσουν μια ενιαία τροχιά του Δία και ομαδοποιούνται σε τρεις τροχιακές ομάδες που έχουν παρόμοιες αποστάσεις και κλίση. Ως εκ τούτου, πιστεύεται επίσης ότι είναι απομεινάρια τριών μεγαλύτερων φεγγαριών που διαλύθηκαν λόγω προηγούμενων συγκρούσεων.
Η ομάδα παρατήρησε ένα άλλο φεγγάρι που δεν ταιριάζει σε καμία ομάδα και είναι σε αντίθεση με οποιοδήποτε γνωστό φεγγάρι σε τροχιά γύρω από τον Δία. Αυτό το «φεγγάρι oddball» είναι πιο μακρινό και πιο κεκλιμένο από τα φεγγάρια που προοδεύονται και διαρκεί περίπου ενάμισι χρόνια για να τροχιάσει τον Δία, που σημαίνει ότι η τροχιά του διασχίζει τα εξωτερικά ανάδρομα φεγγάρια. Εξαιτίας αυτού, οι συγκρούσεις είναι πιο πιθανό να συμβούν με τα οπισθοδρομικά φεγγάρια, τα οποία περιστρέφονται σε αντίθετη κατεύθυνση.
Η τροχιά αυτού του φεγγαριού oddball επιβεβαιώθηκε επίσης από τον Bob Jacobson και τη Marina Brozovic στο εργαστήριο Jet Propulsion της NASA το 2017. Αυτό είχε ως κίνητρο εν μέρει να διασφαλίσει ότι το φεγγάρι δεν θα χαθεί πριν φτάσει στην προβλεπόμενη τοποθεσία στην τροχιά του κατά τη διάρκεια της ανάκαμψης παρατηρήσεις που έγιναν το 2018. Όπως εξήγησε ο Sheppard,
«Η άλλη μας ανακάλυψη είναι ένα πραγματικό oddball και έχει τροχιά όπως κανένα άλλο γνωστό Jovian moon. Είναι επίσης το μικρότερο γνωστό φεγγάρι του Δία, με διάμετρο μικρότερο από ένα χιλιόμετρο… Αυτή είναι μια ασταθής κατάσταση. Οι μετωπικές συγκρούσεις διαλύονται γρήγορα και αλέθουν τα αντικείμενα στη σκόνη. "
Και εδώ, η ομάδα πιστεύει ότι αυτό το φεγγάρι θα μπορούσε να είναι τα απομεινάρια ενός κάποτε μεγαλύτερου φεγγαριού. σε αυτήν την περίπτωση, ένα που είχε μια προοδευτική τροχιά που σχημάτισε μερικά από τα οπισθοδρομικά φεγγάρια μέσω προηγούμενων συγκρούσεων. Το φεγγάρι του oddball έχει ήδη προτεινόμενο όνομα - Valetudo, μετά την εγγονή του Δία, τη θεά της υγείας και της υγιεινής στο ρωμαϊκό πάνθεον.
Εκτός από την προσθήκη του συνολικού αριθμού των φεγγαριών του Δία, η μελέτη για το τι διαμόρφωσε τις ιστορικές τροχιές αυτών των φεγγαριών θα μπορούσε να διδάξει στους επιστήμονες πολλά για την πρώτη περίοδο του Ηλιακού Συστήματος. Για παράδειγμα, το γεγονός ότι τα μικρότερα φεγγάρια στις διάφορες τροχιακές ομάδες του Δία (άνοδος, οπισθοδρόμηση) εξακολουθούν να είναι άφθονα υποδηλώνει ότι οι συγκρούσεις που τις δημιούργησαν συνέβησαν μετά την εποχή του σχηματισμού πλανητών.
Σύμφωνα με τη νεφελώδη υπόθεση του σχηματισμού του ηλιακού συστήματος, ο Ήλιος εξακολουθούσε να περιβάλλεται από έναν περιστρεφόμενο πρωτοπλανητικό δίσκο αυτή τη στιγμή - δηλαδή το αέριο και τη σκόνη από την οποία σχηματίστηκαν οι πλανήτες. Λόγω των μεγεθών τους - 1 έως 3 χλμ. - αυτά τα φεγγάρια θα είχαν επηρεαστεί περισσότερο από το περιβάλλον αέριο και τη σκόνη, τα οποία θα έδιναν μια έλξη στις τροχιές τους και θα τους ανάγκαζαν να πέσουν προς τα μέσα προς τον Δία.
Το γεγονός ότι αυτά τα φεγγάρια εξακολουθούν να υπάρχουν δείχνει ότι πιθανότατα σχηματίστηκαν μετά την εξάλειψη αυτού του αερίου και της σκόνης. Από αυτή την άποψη, αυτά τα φεγγάρια μοιάζουν με χρονικές κάψουλες ή γεωλογικά αρχεία, διατηρώντας κομμάτια της ιστορίας του Δία (και των ηλιακών συστημάτων) σχηματισμού και εξέλιξης.
Αυτή η έρευνα χρηματοδοτήθηκε εν μέρει από επιχορήγηση πλανητικής αστρονομίας της NASA και κατέστη δυνατή χάρη στη βοήθεια πολλαπλών παρατηρητηρίων. Αυτά περιελάμβαναν το τηλεσκόπιο 4 μέτρων του Discovery Channel στο Παρατηρητήριο Lowell της Αριζόνα, το τηλεσκόπιο Subaru 8 μέτρων και το τηλεσκόπιο 2,2 μέτρων του Πανεπιστημίου της Χαβάης και το τηλεσκόπιο Gemini 8 μέτρων στη Χαβάη.
