Ile tlenu zawiera Jowisz?

Astronomowie opracowali najdokładniejszy jak dotąd model atmosfery największej planety w Układzie Słonecznym. Udało im się dowiedzieć, ile tlenu zawiera Jowisz, a może mieć go nawet półtora raza więcej niż posiada Słońce.

.Chmury obecne na Jowiszu zawierają wodę, podobnie jak te na Ziemi, ale są znacznie gęstsze na gazowym olbrzymie, tak bardzo, że żadna sonda kosmiczna nie była w stanie dokładnie zbadać, co znajduje się pod nimi.

Jednak w ramach nowego badania, naukowcy z University of Chicago and Jet Propulsion Lab, opracowali najbardziej kompletny jak dotąd modelu atmosfery Jowisza, co pozwoliło lepiej poznać jej wnętrze. Badanie zostało opublikowane czasopiśmie „The Planetary Science Journal”.

Analiza pozwoliła między innymi na poznanie tego, ile tlenu zawiera Jowisz, co od dawna zastanawiało astronomów. Oszacowali oni, że gazowy olbrzym posiada go około półtora raza więcej niż Słońce. Może to pomóc naukowcom lepiej zrozumieć to, jak powstały wszystkie planety w Układzie Słonecznym.

O tym, że powierzchnia Jowisza jest niezwykła naukowcy wiedzą już od 360 lat, gdy po raz pierwszy udało się dostrzec na nim dużą, stałą plamę. Wielka Czerwona Plama to gigantyczna burza, dwukrotnie większa od Ziemi, która trwa od wieków. Jest to tylko jedna z wielu burz na tej planecie, ponieważ silne wiatry i gęste chmury sprawiają, że cała powierzchnia jest nimi pokryta.

Badacze nie wiedzą jednak, co dokładnie kryje się pod tymi burzami. Chmury są tak gęste, że należąca do NASA sonda kosmiczna Galileo straciła kontakt z Ziemią, gdy w 2003 roku zanurzyła się w głębszej atmosferze. Kolejna misja mająca na celu zbadanie Jowisza, Juno, obecnie obserwuje planetę z bezpiecznej odległości na orbicie.

Pomiary te pozwoliły astronomom poznać skład górnych warstw atmosfery, które zawierają między innymi amoniak, metan, wodorosiarczek amonu, wodę i tlenek węgla. Naukowcy połączyli te dane z wiedzą na temat reakcji chemicznych, aby stworzyć modele głębokiej atmosfery Jowisza.

Jednak badania nie były zgodne w niektórych kwestiach, takich jak ilość wody – a tym samym tlenu – zawartej w planecie. W ramach nowego badania naukowcy postanowili zastosować nowe modelowanie chemiczne do rozwiązania tej tajemnicy.

Jak podkreślają astronomowie, chemia atmosfery Jowisza jest niezwykle złożona. Cząsteczki przemieszczają się między jej ekstremalnie gorącymi warstwami wewnętrznymi, a chłodniejszymi zewnętrznymi, przekształcając się w inne cząsteczki w wyniku tysięcy różnych reakcji. Do tego dochodzi również zachowanie samych chmur i kropli w nich występujących.

Aby lepiej uchwycić wszystkie zjawiska mające miejsce na gazowym olbrzymie, naukowcy pracowali nad połączeniem chemii i hydrodynamiki pierwszy raz w jednym modelu.

„Potrzebne są obie dziedziny. Chemia jest ważna, ale nie uwzględnia kropelek wody ani zachowania chmur. Sama hydrodynamika zbytnio upraszcza chemię. Dlatego ważne jest, aby połączyć je razem” – podkreśla Jeehyun Yang z University of Chicago.

W ramach nowych analiz, astronomom udało się ustalić, ile tlenu zawiera Jowisz. Według nowych szacunków gazowy olbrzym ma go prawdopodobnie około półtora raza więcej niż Słońce.

Naukowcy od dawna nie byli pewni, ile tego pierwiastka może się tam znajdować. Niedawne badania wykazały znacznie mniejszą ilość, wynoszącą zaledwie jedną trzecią ilości tlenu na Słońcu. A jak podkreślają astronomowie, znajomość tej ilości jest szczególnie istotna dla zrozumienia, jak powstał Układ Słoneczny.

Wszystkie pierwiastki, z których składają się planety są tym samym materiałem, z którego powstało Słońce. Mogą jednak występować różnice w ich ilościach, co badacze mogą wykorzystać, aby lepiej zrozumieć, jak formowały się planety.  

Tego rodzaju informacje mogą pomóc badaczom ustalić, czy Jowisz powstał w tym samym miejscu, w którym znajduje się obecnie, czy też powstał bliżej lub dalej i z czasem się przemieszczał w Układzie Słonecznym. Wskazówki pochodzą z faktu, że większość tlenu na planetach jest związana w wodzie, która zamarzała – i zachowywała się inaczej – jeśli znalazła się zbyt daleko od ciepła Słońca. Lód był łatwiejszy do zgromadzenia przez planety niż para wodna.

.Większa wiedza na temat warunków, w jakich powstają poszczególne rodzaje planet, może pomóc astronom w poszukiwaniu światów nadających się do zamieszkania poza naszym Układem Słonecznym.

Oprac. EG