Jak powstało jądro Jowisza?
Astronomowie dowiedzieli się więcej o tym jak powstało jądro Jowisza, największej planety Układu Słonecznego. Wykorzystując symulacje komputerowe sprawdzili czy do jego uformowania mogła przyczynić się kolizja z innym dużym ciałem niebieskim.
.Jak tłumaczą naukowcy, jądro Jowisza, największej planety w Układzie Słonecznym, nie ma wyraźnej granicy, ale zamiast tego stopniowo wtapia się w otaczające je warstwy, głównie składające się z wodoru (struktura znana jako rozcieńczone jądro – dilute core). To, w jaki sposób uformował się ten rozrzedzony rdzeń, zastanawiało badaczy od czasu, gdy sonda kosmiczna NASA Juno po raz pierwszy ujawniła jego istnienie.
Poprzednie badania sugerowały, że na początkach Układu Słonecznego ogromna kolizja z jakąś wczesną planetą, która zawierała połowę materiału jądra Jowisza, mogła dokładnie wymieszać centralny region gazowego olbrzyma, co mogłoby wyjaśnić jego szczególną budowę.
Korzystając łącząc symulacje superkomputerowe zderzeń planet, z nową metodą symulacji mieszania się materiałów, naukowcy z Durham University, we współpracy z astronomami z NASA, SETI i CENSSS, University of Oslo, sprawdzili, czy tego rodzaju kolizja mogło stworzyć rozcieńczone jądro Jowisza. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Badanie wykazało, że stabilna struktura rozcieńczonego jądra nie mogła powstać w żadnej z przeprowadzonych symulacji, nawet w tych obejmujących uderzenia w ekstremalnych warunkach. Zamiast tego analizy wykazały, że gęsty materiał rdzenia, składający się ze skał i lodu, zostałby przemieszczony w wyniku uderzenia i szybko osiadłby, tworząc wyraźną granicę z zewnętrznymi warstwami wodoru i helu, zamiast pozostawiać płynną strefę przejściową między tymi regionami.
Jak wskazują astronomowie, symulacje nie potwierdzają zatem hipotezy, że rozcieńczone jądro Jowisza powstało w wyniku pojedynczego zderzenia o dużej sile, ale sugerują, że jest ono wynikiem tego, jak rosnąca planeta pochłaniała ciężkie i lekkie materiały podczas formowania się i ewolucji.
„Fascynujące jest zbadanie, w jaki sposób gigantyczna planeta, taka jak Jowisz, zareagowałaby na jedno z najbardziej gwałtownych wydarzeń, jakich może doświadczyć rosnący świat. Widzimy w naszych symulacjach, że tego rodzaju uderzenie dosłownie wstrząsa planetą do samego rdzenia – ale, prostu nie w sposób właściwy do wyjaśnienia wnętrza Jowisza, które widzimy dzisiaj” – mówi Thomas Sandnes z Durham University.
Jowisz nie jest jedyną planetą z rozcieńczonym jądrem w naszym najbliższym kosmicznym sąsiedztwie – naukowcy niedawno znaleźli dowody na to, że Saturn również je posiada.
„Fakt, że Saturn również ma rozrzedzone jądro, wzmacnia koncepcję, że struktury te nie są wynikiem rzadkich, ekstremalnie wysokoenergetycznych wydarzeń, ale zamiast tego tworzą się stopniowo podczas długiego procesu wzrostu i ewolucji planety” – tłumaczy Luis Teodoro z University of Oslo.
Badanie to może również pomóc naukowcom w zrozumieniu i interpretacji wielu egzoplanet wielkości Jowisza i Saturna, które zaobserwowano wokół odległych gwiazd.
Jeśli rozrzedzone rdzenie nie powstały w wyniku rzadkich i ekstremalnych uderzeń, to być może większość lub wszystkie te planety mają porównywalnie złożone wnętrza.
.„Projekt pomógł w rozwoju nowych sposobów symulacji kosmicznych kataklizmów, które możemy już analizować z większą szczegółowością, co pomaga nam w dalszym odkrywaniu tego, jak powstają różne światy, które obserwujemy w Układzie Słonecznym i poza nim” – podsumowuje Jacob Kegerreis z Durham University.
Oprac. EG
