A bolygók és a holdak keletkezésével kapcsolatos elméletek sokáig a csak saját rendszerünkben megfigyelt információkon alapultak, ahogy azonban egyre több extraszoláris bolygórendszert fedeztek fel a szakértők, kiderült, hogy az eddigi teóriák nem állják meg a helyüket. Ezért az utóbbi két évtized során az új adatok fényében új bolygóképződési modellek születtek, a holdak formálódásával kapcsolatos teóriák terén azonban elmaradtak a hasonló áttörések. A vonatkozó legjobb modell két évtizeddel ezelőttről való, és azóta rengeteg dolog történet a területen, mondja Konstantin Batygin, a Caltech kutatója, aki kollégáival úgy döntött, hogy ott az ideje a holdak keletkezési modelljét is megújítani.

A szakértők ennek keretében modellezték a Jupiter jeges nagyobb holdjainak keletkezését. Az új elmélet szerint a fiatal gázbolygót és méretes, kezdetben jobbára gázból álló anyagkorong övezte. Ez azonban hatékony porcsapdaként funkcionált és benne az idők során 1 centiméteres, jeges szemcsék alakultak ki. Ahogy ezen szemcsék száma nőtt, egyre gyakoribbá váltak az ütközések a korongban, és egyre több szemcse tapadt egymáshoz. Idővel az ütközések nyomán 100 kilométeres átmérőjű holdcsírák alakultak ki, amelyek aztán egyre több anyagot gyűjtöttek magukba keringés közben és gravitációjuk által is.

A növekedő holdacskák a maradék gáz közegellenállása miatt spirális pályán mozogtak, egyre közelebb kerülve a Jupiterhez. Idővel aztán elérték a korong belső határát, és kiléptek a „táplálkozási zónából”, ahol befelé vándorlásuk is megállt. Ez a folyamat a négy Galilei-hold esetében szép sorban újra és újra megtörtént. Az új modell alapján a legbelső holdak, az Ió és az Európé mindössze 6000 év alatt formálódott, míg a következő égitest, a Ganümédész formálódása 30 ezer évet vehetett igénybe. Mire a Kallisztó elkezdett összeállni, annyira kevés anyag maradt a cirkumplanetáris korongban, hogy a hold végső tömege felét 50 ezer év alatt szedte össze, a többi anyag összegyűjtéséhez pedig további 9 millió évre volt szükség, mondja Batygin.

Bár az új teória egyes elemei már korábban is felmerültek lehetőségként, Batygin elmondása szerint saját munkájuk újító annak leírásában, hogy hogyan működnek a porcsapdák. Ez a koncepció pedig rengeteg kérdésre választ ad a Galilei-holdak anyagával kapcsolatban is. A teória ráadásul a három belső hold lenyűgöző (1:2:4 arányú) pályarezonanciára is magyarázattal szolgál: a szakértők szerint a háttérben az áll, hogy a holdak fokozatosan kapcsolódtak be ebbe a jól szervezett „táncba”, vagyis az Európé már a stabil pályán keringő Ióhoz csatlakozott, szinkronba kerülve ezzel, majd a Ganümédész még később követte a párost.

A szakértők évek óta dolgoznak az új modellen, és tavaly végre megfigyelésekkel is alá tudták támasztani annak helyességét. A 370 fényévre található, PDS 70 nevű extraszoláris rendszerben ugyanis 2019-ben azonosították az első olyan cirkumplanetáris korongot, amelyben holdak formálódnak, és ennek elemzése során kiderült, hogy a korong portartalma sokkal magasabb a vártnál. A hasonló korongok porcsapdaként való működését azóta más rendszerek megfigyelései is megerősítették.