Възможно е в ранната Слънчева система младият Юпитер да се е сблъскал с масивен обект, който е пукнал сърцевината му и го е разредил в газообразната обвивка на голямата планета. Данните от космическата сонда Juno и компютърните симулации водят до мислене за това.

изследвания

Поток от струя на Юпитер с вихър, който има много тъмен център, заснет от сондата Juno [изображение, усилено от Джералд Айхщад и Шон Доран (CC BY-NC-SA) въз основа на изображения, предоставени от NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS].

Сондата Juno на НАСА разследва от 2016 г., наред с други неща, гравитационното поле и вътрешната структура на Юпитер. От техните данни следва, че няма определена граница между компактно ядро ​​и газообразна черупка в него: тежки елементи се откриват и в това, в следи дори в горните слоеве на атмосферата, и особено в дълбините на покрива на планетата, където очевидно има смес с основния материал.

Според повечето модели на формиране на планетите обаче, газовите гиганти, след като са достигнали маса около 30 пъти по-голяма от тази на Земята, са нараснали от бързото натрупване на водород и газ. Праховите частици ще бъдат изтласкани от орбитите си в резултат на гравитационните взаимодействия. Следователно едновременното нарастване с помощта на частици и газове изглежда малко вероятно.

За да обясни тежките елементи, присъстващи в газообразната обвивка, Shang-Fei Lui от китайския университет Sun-Yat-sen и неговата група изследователи са предложили в Nature, че Юпитер се е сблъскал с обект с маса поне десет пъти по-голяма от тази сухоземен, горе-долу този на Уран; би се случило и след като газообразната обвивка на Юпитер почти достигне сегашните си размери. С малко по-малка маса приливните сили на Юпитер биха го унищожили; единственият му ефект би бил да допринесе за растежа на планетата. Ядрата на двете звезди щяха да се слеят и частично да се разредят в газообразното покритие на Юпитер.

Симулациите показват, че газовият гигант, след фазата си на бърз растеж, би извадил малки планетезимали от първоначалните си орбити и че след това биха се сблъскали помежду си. Това би създало обекти с размерите на този, за който се предполага, че е ударил Юпитер. За да съвпадне с данните от сондата Juno, ударът трябваше да нагрее ядрото на Юпитер до около 30 000 градуса и да беше почти челно. В противен случай нямаше да транспортира достатъчно енергия до сърцевината, за да го унищожи. Пряк удар срещу ядрото обаче е много вероятно поради гравитационния фокус на Юпитер.

Фактът, че е възможен сблъсък с такава величина, също говори за това колко са наклонени осите на въртене на останалите газообразни планети: от 27 градуса на Сатурн до 98 на Уран. Това би се дължи и на големи сблъсъци, които са се случили през ранните дни на Слънчевата система. Вместо това Юпитер проявява много малък наклон, около три градуса. Газовият гигант трябва да е имал по време на сблъсъка, който е фрагментирал ядрото си, и без това твърде много маса, за да може да се „обърне“: следите от удара днес са заровени в дълбините му.

Елън Лайстър

Справка: "Образуването на разредено ядро ​​на Юпитер от гигантски удар", от Shang-Fei-Liu et al. в Nature 572, страници 355–357 (2019).