这些卫星系统的构成截然不同。木星拥有四颗特别巨大的卫星，其中包括太阳系最大的卫星木卫三。相比之下，土星则由太阳系第二大卫星土卫六主导。
长期存在的卫星形成之谜
由于木星和土星都是气态巨行星，天文学家一直难以解释为何它们的主要卫星演化得如此不同。现有的卫星形成理论提供了几种可能的答案，但最近对恒星磁场的研究表明，其中一些观点可能需要重新审视。
一个未解决的问题涉及磁吸积和卫星的形成。研究人员一直在争论木星的环行星盘是否可能形成了一个空旷的内部区域。环行星盘是围绕年轻行星旋转的物质集合，卫星可以从中形成。
一个能够同时解释木星和土星卫星系统的物理上一致的理论，也能帮助科学家理解太阳系外的行星和卫星。这种可能性促使来自日本和中国（包括京都大学）机构的研究人员建立了一个新模型。
“检验行星形成理论有些困难，因为我们只有太阳系作为参考，但我们附近有多个卫星系统，我们可以观测它们的详细特征，”第一作者Yuri I. Fujii说。
模拟年轻的木星和土星
研究人员利用数值模拟研究了木星和土星年轻时行星的内部结构和热演化。这使他们能够估算行星的磁场随时间可能发生了怎样的变化。
他们还模拟了围绕这两个世界的环行星盘。此外，团队运行了N体模拟来追踪卫星的形成及其轨道的逐渐移动。这些计算是使用日本国立天文台天体计算中心的PC集群进行的。
木星的磁场创造了一个安全区
模拟表明，木星和土星截然不同的卫星系统可能源于其环行星盘结构的差异。而这些差异似乎又受到每颗行星磁场强度的控制。
年轻的木星拥有强大的磁场，在其环行星盘内部形成了一个磁层空腔。这个内部间隙可能有助于在木卫一、木卫二和木卫三穿过圆盘时捕获并保存它们。
年轻土星的磁场不足以形成类似的空腔。如果没有这个受保护区域，迁移的卫星就无法在土星的圆盘内存活。
预测太阳系外的卫星系统
这些发现可能有助于指导未来对系外卫星及年轻气态巨行星周围圆盘的观测。根据该模型，像木星一样大或更大的行星往往应该会形成包含多颗卫星的紧凑系统。
然而，大小接近土星的气态行星通常可能最终只有一颗或两颗卫星。
研究人员目前计划将他们的理论应用于其他卫星，以及遥远行星周围可能存在的系外卫星系统。