На основе данных космического аппарата Juno ученые заключили, что в глубинах Юпитера скрывается большая масса металла. Его принесли туда планетезималии — зародыши планет, которые газовый гигант проглотил в начале своей истории.
Что миссия Juno рассказала о Юпитере
Ученые, работающие с данными миссии Juno, недавно опубликовали работу, посвященную внутреннему строению и формированию Юпитера. Данные этого космического аппарата свидетельствуют о многочисленных аномалиях в его гравитационном поле. А это в свою очередь говорит о наличии тяжелых объектов вблизи его ядра.
Предыдущие исследования Юпитера свидетельствовали, что он преимущественно состоит из водорода и гелия. Однако изучения Juno показывают, что глубинные слои планеты содержат металлы в количестве, эквивалентном от 11 до 33 масс Земли.
Для объяснения столь высокого содержания металлов было разработано несколько моделей внутреннего строения планеты-гиганта. Одни из них концентрировались на идее, что глубины планеты перемешаны. Другие, наоборот, говорили, что там можно выделить минимум три совершенно разных слоя. Однако исследования Juno расставили все по местам.
Молодой Юпитер «глотал» нерожденные миры
Вопрос об условиях в глубинах Юпитера тесно связан с его образованием. Все ученые согласны, что он — старейшая из планет Солнечной системы, зародившаяся как каменистое тело, которое по достижении определенного размера стало оттягивать на себя все больше газа. Однако вокруг него все еще находилось немало более тяжелых материалов, и он продолжал их поглощать.
Вопрос только в том, были ли эти материалы в виде щебня или это были планетезимали — тела диаметром в сотни и тысячи километров, так и не ставшие планетами. Вариант, когда рост Юпитера питали только маленькие кусочки, сейчас выглядит менее вероятным. На поздних стадиях образования газовый гигант должен выталкивать объекты такого размера за пределы своей орбиты.
А вот планетезимали должны были оказаться для этого слишком большими. В конце концов, их взаимодействие с Юпитером должно было заканчиваться столкновением с ним. И данные Juno подтверждают, что так и было. Если бы гигант насыщали металлами обломки размером с щебень, они бы до сих пор находились в верхних слоях атмосферы планеты, а это не наблюдается.
Неожиданные последствия
То, что Juno обнаружил в глубинах Юпитера огромное количество металлов, никак себя не проявляющих на поверхности, имеет большие последствия для понимания планет-гигантов в целом. Мнение о том, что их глубины представляют собой кипящий котел, где все перемешивается, оказалось неверным.
Потоки тепла, идущие из глубин Юпитера, не сильно влияют на его слоистую структуру. И похоже, что этот результат правильный и для других пленет-гигантов. И это заключение неожиданно влияет на будущие результаты работы James Webb Space Telescope.
Мощный спектрограф современного астрономического инструмента планируется использовать для определения химического состава атмосфер газовых гигантов в других звездных системах. Но, как показал опыт Juno и Юпитера, такие дистанционные наблюдения не могут дать адекватной картины происходящего в глубинах планеты.
По материалам www.sciencealert.com
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t. me/ustmagazine