Det är känt att gasjättar runt andra stjärnor ofta ligger mycket nära deras sol. Enligt vedertagen teori, dessa gasplaneter bildades långt borta och vandrade därefter till en omloppsbana närmare stjärnan. Nu, forskare från Lunds universitet och andra institutioner har använt avancerade datorsimuleringar för att lära sig mer om Jupiters resa genom vårt eget solsystem för cirka 4,5 miljarder år sedan. Vid den tiden, Jupiter bildades ganska nyligen, liksom de andra planeterna i solsystemet. Planeterna byggdes gradvis upp av kosmiskt stoft, som cirklade runt vår unga sol i en skiva av gas och partiklar. Jupiter var inte större än vår egen planet.

Resultaten visar att Jupiter bildades fyra gånger längre från solen än vad dess nuvarande position skulle indikera. "Det här är första gången vi har bevis för att Jupiter bildades långt från solen och sedan migrerade till sin nuvarande bana. Vi hittade bevis på migrationen i de trojanska asteroiderna som kretsade nära Jupiter, " förklarar Simona Pirani, doktorand i astronomi vid Lunds universitet, och huvudförfattaren till studien.

Dessa trojanska asteroider består av två grupper av tusentals asteroider som bor på samma avstånd från solen som Jupiter, men kretsar framför och bakom Jupiter, respektive. Det finns ungefär 50 procent fler trojaner framför Jupiter än bakom den. Det är denna asymmetri som blev nyckeln till forskarnas förståelse av Jupiters migration.

"Asymmetri har alltid varit ett mysterium i solsystemet, säger Anders Johansen, professor i astronomi vid Lunds universitet. Verkligen, forskarsamhället hade tidigare inte kunnat förklara varför de två asteroidgrupperna inte innehåller lika många asteroider. Dock, Simona Pirani och Anders Johansen, tillsammans med andra kollegor, har nu identifierat orsaken genom att återskapa händelseförloppet för Jupiters bildande och hur planeten gradvis drog in sina trojanska asteroider.

Tack vare omfattande datorsimuleringar, forskarna har räknat ut att strömasymmetrin bara kunde ha uppstått om Jupiter bildades fyra gånger längre ut i solsystemet och därefter migrerade till sin nuvarande position. Under sin resa mot solen, Jupiters egen gravitation drog sedan in fler trojaner framför sig än bakom den.

Enligt beräkningarna, Jupiters migration fortsatte under cirka 700, 000 år, under en period ungefär 2 till 3 miljoner år efter att himlakroppen började sitt liv som en isasteroid långt från solen. Resan inåt i solsystemet följde en spiralförlopp där Jupiter fortsatte att kretsa runt solen, om än i en allt snävare väg. Orsaken bakom den faktiska migrationen är gravitationskrafter från de omgivande gaserna i solsystemet.

Simuleringarna visar att de trojanska asteroiderna drogs in när Jupiter var en ung planet utan gasatmosfär, vilket betyder att dessa asteroider med största sannolikhet består av byggstenar som liknar de som bildade Jupiters kärna. År 2021, NASA:s rymdsond Lucy kommer att skjutas upp i omloppsbana runt sex av Jupiters trojanska asteroider för att studera dem.

"Vi kan lära oss mycket om Jupiters kärna och formation genom att studera trojanerna, säger Anders Johansen.

Författarna till studien föreslår också att gasjätten Saturnus och isjättarna Uranus och Neptunus kunde ha migrerat på liknande sätt.