Le système jovien compte quatre grandes lunes, dont la plus grande lune du système solaire, Ganymède, tandis que le système saturnien est dominé par une lune géante. De nouvelles simulations suggèrent que le puissant magnétisme de Jupiter a creusé une brèche dans son premier disque, aidant à capturer et à préserver des lunes majeures comme Io et Ganymède, tandis que le champ plus faible de Saturne a laissé son système peu peuplé.
« Les deux plus grandes planètes de notre système solaire, Jupiter et Saturne, possèdent également les plus grands systèmes de satellites », ont déclaré le Dr Yuri Fujii, chercheur à l’Université de Kyoto et à l’Université de Nagoya, et ses collègues.
« À l’heure actuelle, le nombre de lunes signalées par Jupiter s’élève à plus de 100 lunes, et avec ses nombreux anneaux, Saturne compte plus de 280 lunes signalées. »
« Cependant, toutes ces lunes ne sont pas égales. La famille des lunes de Jupiter compte quatre grands membres, tandis que la famille de Saturne est dominée par une grande lune, Titan. »
« Étant donné que les deux planètes sont des géantes gazeuses, les raisons des différences entre ces systèmes satellitaires ont longtemps intrigué les astronomes. »
« Les théories de la formation des satellites ont proposé certaines possibilités, mais des études récentes sur les champs magnétiques stellaires ont laissé entendre la nécessité de repenser ces théories. »
« Il existe également un débat de longue date autour de l’accrétion magnétique et de la formation de satellites : en particulier, la question de savoir si une cavité interne peut se former dans le disque circumplanétaire de Jupiter, l’accumulation de matière en orbite autour d’une planète à partir de laquelle des satellites peuvent se former. »
Un modèle physiquement cohérent, capable d’expliquer plusieurs systèmes, comme les systèmes satellites de Jupiter et de Saturne, peut être applicable à d’autres systèmes planétaires et satellitaires au-delà du système solaire.
« Tester la théorie de la formation des planètes est quelque peu difficile car nous n’avons que notre système solaire comme référence, mais il existe plusieurs systèmes satellites proches de nous dont nous pouvons observer les caractéristiques détaillées », a déclaré le Dr Fujii.
Pour comprendre l’évolution thermique de Jupiter et de Saturne et comment leurs champs magnétiques ont varié au fil du temps, les chercheurs ont réalisé des simulations numériques sur les structures intérieures de jeunes géantes gazeuses.
Ils ont également modélisé numériquement les disques circumplanétaires des deux planètes et effectué des simulations à N corps pour suivre la formation des satellites et leur migration orbitale.
Les résultats ont révélé que la différence entre les grands systèmes satellitaires autour de Jupiter et de Saturne peut s’expliquer par leurs structures de disques différentes, provenant de la force de leurs champs magnétiques.
Plus précisément, le puissant champ magnétique de Jupiter a provoqué la formation d’une cavité magnétosphérique dans le disque circumplanétaire autour de la jeune géante gazeuse, qui a probablement capturé les lunes Io, Europe et Ganymède.
En revanche, le champ magnétique du jeune Saturne était trop faible pour former une cavité, de sorte que les lunes en migration ne peuvent pas survivre dans le disque.
« Nos résultats prédisent que des systèmes d’exomoon compacts, dans le cas de géantes gazeuses massives, et quelques lunes lointaines, dans le cas de géantes gazeuses de la taille de Saturne, seront découverts dans les futures enquêtes », ont déclaré les scientifiques.
Les résultats ont été publiés le 2 avril dans la revue Astronomie naturelle.
