นอกเหนือจากดาวเทียมเพียงดวงเดียวของโลก (ดวงจันทร์) ระบบสุริยะยังเต็มไปด้วยดวงจันทร์ ในความเป็นจริงดาวพฤหัสบดีเพียงอย่างเดียวมีดาวเทียมธรรมชาติที่รู้จัก 79 ดวงในขณะที่ดาวเสาร์มีดวงจันทร์ที่รู้จักมากที่สุดในวัตถุทางดาราศาสตร์ใด ๆ ซึ่งมีความแข็งแกร่ง 82. ในระยะเวลานานนักดาราศาสตร์ได้ตั้งทฤษฎีว่าดวงจันทร์ก่อตัวจากดิสก์รอบดาวเคราะห์รอบดาวเคราะห์แม่ แบบฟอร์มข้างกันและกัน
อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์ได้ทำการจำลองเชิงตัวเลขหลายครั้งซึ่งแสดงให้เห็นว่าทฤษฎีนี้มีข้อบกพร่อง ยิ่งไปกว่านั้นผลลัพธ์ของการจำลองเหล่านี้ไม่สอดคล้องกับสิ่งที่เราเห็นทั่วทั้งระบบสุริยะ โชคดีที่ทีมนักวิจัยญี่ปุ่นได้ทำการจำลองแบบจำลองซึ่งให้แบบจำลองที่ดีกว่าว่าดิสก์ก๊าซและฝุ่นสามารถก่อตัวเป็นระบบดวงจันทร์ชนิดต่าง ๆ ที่เราเห็นในวันนี้ได้อย่างไร
รอบดาวเคราะห์เช่นดาวเสาร์ดวงจันทร์ขนาดใหญ่เช่นไททันถูกจับคู่กับดวงจันทร์ขนาดเล็กหลายดวงและดาวเคราะห์ดวงจิ๋วหลายร้อยดวง สถานการณ์นั้นเหมือนกันกับดาวพฤหัสบดีและดาวยูเรนัสซึ่งมีดาวเทียมขนาดใหญ่จำนวนหนึ่งซึ่งคิดเป็นมวลส่วนใหญ่ในระบบในขณะที่ส่วนที่เหลือมีขนาดเล็กหรือเล็กโดยการเปรียบเทียบ ตัวอย่างเหล่านี้ไม่สอดคล้องกับรูปแบบการก่อตัวของดวงจันทร์รุ่นก่อนหน้าใดบ้าง
ผู้ช่วยศาสตราจารย์ Yuri Fujii และ Masahiro Ogihara จากมหาวิทยาลัยนาโกย่าและหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์แห่งชาติญี่ปุ่น (NAOJ) ตามลำดับได้ดำเนินการสร้างรูปแบบใหม่ของการก่อตัวของดวงจันทร์ซึ่งประกอบไปด้วยการกระจายอุณหภูมิที่สมจริงมากขึ้น น้ำแข็งในดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์
จากนั้นพวกเขาใช้ชุดจำลองกับโมเดลนี้ซึ่งคำนึงถึงแรงกดดันจากก๊าซของดิสก์และอิทธิพลที่แรงโน้มถ่วงของดาวเทียมอื่น ๆ น่าจะมี ตามแบบจำลองของพวกเขาแบบจำลองที่พัฒนาโดย Fujii และ Ogihara ช่วยให้สามารถพัฒนาระบบดาวเทียมที่มีดวงจันทร์ขนาดใหญ่ดวงเดียวซึ่งเราเห็นกับไททันและดาวเสาร์
ยิ่งไปกว่านั้นพวกเขาพบว่าฝุ่นในดิสก์รอบนอกสามารถสร้าง "เขตปลอดภัย" ที่จะป้องกันไม่ให้พระจันทร์ดวงใหญ่ตกสู่ดาวเคราะห์ในขณะที่ระบบวิวัฒนาการ สถานการณ์ที่เกิดขึ้น (แสดงด้านล่าง) ประกอบด้วยสี่ขั้นตอนซึ่งสามในสี่นั้นเกิดขึ้นภายในการจำลองของ Fujii และ Ogihara
ในขั้นตอนที่หนึ่งดิสก์ที่มีก๊าซและฝุ่นหมุนไปรอบ ๆ โลกในรูปแบบและวัสดุที่เป็นของแข็งควบแน่นอยู่ในดิสก์ ในขั้นตอนที่สองส่วนประกอบที่เป็นของแข็งของดิสก์จะมีขนาดเท่ากับดาวเทียมในดิสก์รอบนอก ในขั้นตอนที่สามวงโคจรของดาวเทียมเหล่านี้จะเปลี่ยนไปเรื่อย ๆ เนื่องจากอิทธิพลของก๊าซในดิสก์
จากจุดนี้เป็นต้นไปที่ดาวเทียมจำนวนมากเข้ามาใกล้ดาวเคราะห์มากขึ้นในวงโคจรของพวกเขาและในที่สุดก็ตกลงมา ในขณะเดียวกันดาวเทียมขนาดใหญ่ที่มีวงโคจรใน "เขตปลอดภัย" สามารถรักษาระยะห่างจากดาวเคราะห์ได้ ในขั้นตอนที่สี่และขั้นสุดท้ายก๊าซในดิสก์จะหายไปและดาวเทียมที่อยู่ใน "โซนปลอดภัย" ยังคงอยู่ในวงโคจรที่มั่นคง
“ เราแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าระบบที่มีดวงจันทร์ขนาดใหญ่เพียงดวงเดียวรอบดาวเคราะห์ยักษ์สามารถก่อตัวขึ้นได้” Fujii กล่าวในการแถลงข่าวล่าสุดของ CFCA “ นี่เป็นความสำเร็จครั้งสำคัญที่จะเข้าใจที่มาของไททัน”
อย่างไรก็ตามแบบจำลองนี้มีข้อ จำกัด เกี่ยวกับไททันและระบบดวงจันทร์อื่น ๆ ในระบบสุริยะของเราซึ่งทั้งหมดนี้ก่อตัวขึ้นเมื่อหลายพันล้านปีก่อนพร้อมกับดาวเคราะห์สุริยะ ในทางบวกมันสามารถพิสูจน์ได้ว่ามีประโยชน์มากสำหรับนักดาราศาสตร์ที่กำลังศึกษาระบบดาวเคราะห์นอกระบบที่ยังอยู่ในกระบวนการก่อตัว ดังที่โอกิฮาระอธิบาย:
“ มันยากที่จะตรวจสอบว่าไททันมีประสบการณ์ในกระบวนการนี้หรือไม่ สถานการณ์ของเราสามารถตรวจสอบได้ผ่านการวิจัยดาวเทียมรอบดาวเคราะห์นอกระบบ หากพบว่ามีระบบเอกซ์มูนเดียวหลายตัวกลไกการก่อตัวของระบบดังกล่าวจะกลายเป็นประเด็นร้อนแดง”
การศึกษาที่อธิบายการค้นพบของพวกเขาในหัวข้อ“ การก่อตัวของระบบดวงจันทร์เดี่ยวรอบดาวก๊าซยักษ์” เพิ่งปรากฏในวารสาร ดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์. และอย่าลืมดูวิดีโอนี้
