Gazowy gigant Jowisz, który został nazwany na cześć króla bogów w rzymskim panteonie, zawsze zasłużył na swoją nazwę. Oprócz tego, że jest największą planetą w Układzie Słonecznym - z masą dwa i pół razy większą niż wszystkie pozostałe planety łącznie - ma również niezwykle silne pole magnetyczne i najbardziej intensywne burze spośród wszystkich planet w Układzie Słonecznym.
Co więcej, jest domem dla jednych z największych księżyców w Układzie Słonecznym (znanych jako Księżyce Galilejskie) i ma więcej znanych księżyców niż jakakolwiek inna planeta. A dzięki niedawnej ankiecie przeprowadzonej przez Scotta S. Shepparda z Carnegie Institution of Science odkryto jeszcze dwanaście księżyców. To zwiększa całkowitą liczbę znanych księżyców wokół Jowisza do 79 i może zapewnić nowy wgląd w historię Układu Słonecznego.
Zespołem kierował Scott S. Sheppard, w skład którego wchodzili Dave Tholen (University of Hawaii) i Chad Trujillo (Northern Arizona University). To ten sam zespół, który jako pierwszy zasugerował istnienie masywnej planety w zewnętrznych obszarach Układu Słonecznego (Planeta 9 lub Planeta X) w 2014 roku, w oparciu o niezwykłe zachowanie niektórych populacji ekstremalnych Trans-Neptunian Objects (eTNO).
Co ciekawe, to w czasie, gdy Sheppard i jego koledzy polowali na tę nieuchwytną planetę, zauważyli pierwszy z tych nowych księżyców w 2017 roku. Jak wyjaśnił Sheppard w niedawnym komunikacie prasowym Carnegie:
„Jowisz po prostu znajdował się na niebie w pobliżu pól poszukiwań, w których szukaliśmy bardzo odległych obiektów Układu Słonecznego, więc nieoczekiwanie mogliśmy szukać nowych księżyców wokół Jowisza, jednocześnie szukając planet na obrzeżach naszego Słońca System."
Początkowych odkryć dokonano za pomocą 4-metrowego teleskopu Blanco w Obserwatorium Międzyamerykańskim Cerro Tololo (CTIO) w Chile. Zostały one następnie potwierdzone za pomocą kamery Dark Energy Camera (DECam), która została dodana do teleskopu Blanco jako przeszłość Dark Energy Survey. Dodatkowe dane zostały dostarczone przez obserwatorium Carnegie 6,5-metrowe teleskopy Magellana.
Orbity nowo odkrytych księżyców zostały następnie obliczone przez Garetha Williamsa z Minor Planet Center (MPC) Międzynarodowej Unii Astronomicznej, na podstawie obserwacji zespołu. „Potrzeba kilku obserwacji, aby potwierdzić, że obiekt faktycznie krąży wokół Jowisza” - powiedział. „Tak więc cały proces trwał rok.”
Jak widać na powyższym obrazku, dwa nowo odkryte księżyce (zaznaczone na niebiesko) są częścią wewnętrznej grupy, która ma orbitę postępową (tj. Krążą w tym samym kierunku co obrót planety). Wykonują pojedynczą orbitę w nieco mniej niż rok i mają podobne odległości orbitalne i kąty nachylenia. Jest to możliwe wskazanie, że księżyce te są fragmentami większego księżyca, który został rozbity na strzępy, prawdopodobnie z powodu kolizji.
Dziewięć nowych księżyców (zaznaczonych na czerwono) jest częścią odległej grupy zewnętrznej, która ma orbity wsteczne, co oznacza, że krążą w przeciwnym kierunku niż obrót Jowisza. Księżyce te zajmują około dwóch lat, aby ukończyć pojedynczą orbitę Jowisza i są zgrupowane w trzy grupy orbit, które mają podobne odległości i nachylenie. Jako takie uważa się je również za pozostałości trzech większych księżyców, które rozpadły się w wyniku wcześniejszych zderzeń.
Zespół zaobserwował jeszcze jeden księżyc, który nie pasuje do żadnej z grup i jest inny niż jakikolwiek znany księżyc krążący wokół Jowisza. Ten „dziwny księżyc” jest bardziej odległy i bardziej nachylony niż księżyce prograde i zajmuje około półtora roku na orbicie Jowisza, co oznacza, że jego orbita przecina zewnętrzne księżyce wstecz. Z tego powodu zderzenia czołowe są znacznie bardziej prawdopodobne w przypadku księżyców wstecznych krążących w przeciwnym kierunku.
Orbitę tego dziwnego księżyca potwierdzili także Bob Jacobson i Marina Brozovic z Jet Propulsion Laboratory w NASA w 2017 roku. Było to częściowo uzasadnione, aby zapewnić, że księżyc nie zostanie utracony, zanim dotrze do przewidywanego miejsca na swojej orbicie podczas odzyskiwania obserwacje poczynione w 2018 r. Jak wyjaśnił Sheppard,
„Nasze inne odkrycie jest prawdziwą dziwną kulą i ma orbitę jak żaden inny znany księżyc Jowisza. Prawdopodobnie jest to również najmniejszy znany księżyc Jowisza, mający mniej niż jeden kilometr średnicy ... To niestabilna sytuacja. Zderzenia czołowe szybko rozpadłyby się i zmiażdżyłyby przedmioty w pył. ”
Również tutaj zespół uważa, że ten księżyc może być pozostałością po raz większym księżycu; w tym przypadku taki, który miał orbitę wsteczną, która tworzyła niektóre z księżyców wstecznych poprzez wcześniejsze zderzenia. Dziwny księżyc ma już sugerowaną nazwę - Valetudo, po prawnuczce Jowisza, bogini zdrowia i higieny w rzymskim panteonie.
Oprócz zwiększenia ogólnej liczby księżyców Jowisza, badanie tego, co ukształtowało te historie orbitalne Księżyca, może nauczyć naukowców wiele o najwcześniejszym okresie Układu Słonecznego. Na przykład fakt, że najmniejsze księżyce z różnych grup orbitalnych Jowisza (prograde, retrograde) są nadal obfite, sugeruje, że kolizje, które je utworzyły, miały miejsce po epoce formowania się planet.
Zgodnie z Mgławicową Hipotezą powstawania Układu Słonecznego, Słońce wciąż było w tym czasie otoczone wirującym dyskiem protoplanetarnym - tj. Gazem i pyłem, z którego powstały planety. Ze względu na swoje rozmiary - od 1 do 3 km - na księżyce bardziej wpływałby otaczający je gaz i pył, który spowodowałby opór na ich orbitach i spowodowałby ich upadek do Jowisza.
Fakt, że księżyce te nadal istnieją, pokazuje, że prawdopodobnie powstały one po rozproszeniu gazu i pyłu. Pod tym względem księżyce te przypominają kapsuły czasu lub zapisy geologiczne, zachowując fragmenty historii powstawania i ewolucji Jowisza (i Układu Słonecznego).
Badania te zostały częściowo sfinansowane z grantu NASA Planetary Astronomy i były możliwe dzięki pomocy wielu obserwatoriów. Należą do nich 4-metrowy Teleskop Discovery Channel w Obserwatorium Lowell w Arizonie, 8-metrowy Teleskop Subaru i 2,2-metrowy teleskop Uniwersytetu Hawajskiego oraz 8-metrowy Teleskop Gemini na Hawajach.
