Die beiden größten Planeten des Sonnensystems, Jupiter und Saturn, besitzen zahlreiche Monde, doch die Anzahl großer Monde unterscheidet sich erheblich. Von Jupiter sind über 100 Monde bekannt, darunter vier große, einschließlich Ganymed, dem größten Mond im Sonnensystem. Von Saturn sind über 280 Monde bekannt, doch es gibt nur einen großen Mond, Titan, den zweitgrößten Mond im Sonnensystems.

Dieser Unterschied in den Mondsystemen hat Astronomen lange Zeit vor Rätsel gestellt. Ein Forschungsteam aus japanischen und chinesischen Institutionen, darunter die Universität Kyoto, hat ein einheitliches Modell entwickelt, um dieses Phänomen zu erklären. Der Erstautor Yuri I. Fujii sagte: „Es ist etwas schwierig, Theorien zur Planetenentstehung zu testen, da wir nur das Sonnensystem als Referenz haben, aber in der Nähe gibt es mehrere Mondsysteme, deren detaillierte Eigenschaften wir beobachten können.“

Das Team untersuchte durch numerische Simulationen der inneren Struktur junger Gasriesen die thermische Entwicklung und die Magnetfeldänderungen von Jupiter und Saturn. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift „Nature Astronomy" veröffentlicht. Sie simulierten auch die zirkumplanetaren Scheiben und führten N-Körper-Simulationen auf dem PC-Cluster des Rechenzentrums für Astrophysik am Nationalen Astronomischen Observatorium Japans durch, um die Mondentstehung und die Bahnmigration zu verfolgen.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Unterschiede in den großen Mondsystemen um Jupiter und Saturn auf Veränderungen in der Scheibenstruktur zurückzuführen sind, die durch unterschiedliche Magnetfeldstärken verursacht werden. Das starke Magnetfeld des Jupiter bildet eine magnetosphärische Kavität in der zirkumplanetaren Scheibe, die möglicherweise große Monde wie Io, Europa und Ganymed eingefangen hat. Im Gegensatz dazu ist das Magnetfeld des Saturn schwächer und kann keine ähnliche Kavität bilden, wodurch migrierende Monde kaum überleben können.

Diese Studie bildet eine Grundlage für die Beobachtung von Exomonden und zirkumplanetaren Scheiben. Sie sagt voraus, dass gasriesenartige Planeten von der Größe des Jupiter kompakte Mondsysteme mit mehreren Monden bilden, während um Planeten von der Größe des Saturn möglicherweise nur ein oder zwei Monde existieren. Das Team plant, die Theorie auf andere Mondsysteme auszuweiten.

Veröffentlichungsdetails: Autoren: Kyoto University; Titel: „How Jupiter cultivated more large moons than Saturn“; veröffentlicht in: „Nature Astronomy“ (2026); Zeitschrifteninformation: Nature Astronomy