15 авг в 06:28 (OFF) Galaktika (G) : В прошлом Юпитер поглотил планету в 10 раз массивнее Земли, считают ученые
Полученные результаты указывают на распространенность жестоких столкновений в период формирования планетных систем и помогут раскрыть некоторые из тайн газовых гигантов у далеких звезд.

В эпоху становления Солнечной системы Юпитер, возможно, «проглотил» формирующуюся планету, масса которой немного не дотягивала до массы современного Урана. Такое событие, если оно имело место, с успехом объясняет аномалии в структуре, составе и магнитном поле газового гиганта, выявленные в ходе миссии NASA «Juno» и в рамках наземных наблюдений. Результаты моделирования столкновения и выводы ученых представлены в журнале Nature.

«В последние два года космический аппарат «Juno» измерял гравитационное поле Юпитера с исключительной точностью. Результаты показали, что водородно-гелиевая оболочка планеты не имеет однородного состава: внутренняя часть содержит больше тяжелых элементов, чем внешняя. Мы считаем, что эта асимметрия возникла в результате лобового столкновения молодого Юпитера с планетарным зародышем, масса которого была примерно в десять раз больше массы Земли. В результате их ядра слились, а затем вновь образованное, частично перемешалось с оболочкой Юпитера. Это объясняет структуру планеты, наблюдаемую сегодня», – пишут авторы исследования.
Сегодня скалистые планеты и спутники Солнечной системы усыпаны шрамами от прошлых ударов, например, Луна покрыта многочисленными кратерами, а ее образование, кстати, также связано с катастрофическим столкновением примерно 4,5 миллиарда лет назад между Землей и массивным телом размером с Марс. Но такие события не оставляют видимых отпечатков на жидких поверхностях газовых гигантов, и судить об их бурной юности можно лишь по косвенным признакам, среди которых наклон оси вращения. У Сатурна он составляет 27 градусов, у Урана – 98 градусов, у Нептуна – 30 градусов.

Также известно, что массивные планетарные зародыши порядка десяти масс Земли должны были присутствовать в ранней Солнечной системе в большом количестве, дополняя планеты, которым удалось дожить до наших дней.

Особенный Юпитер

Однако Юпитер с его небольшим наклоном оси вращения всего в 3 градуса выбивается из общей картины и, как казалось раньше, является единственным среди четырех гигантов, оставшимся нетронутым в те жестокие времена.

«В основном Юпитер состоит из водорода и гелия. Но наблюдения за его атмосферным составом и гравитационным полем показывают, что он также содержит более тяжелые элементы в центральном ядре и оболочке, которая является жидкой и, как ожидается, в значительной степени подвержена конвекции. Поэтому для нас стало полной неожиданностью, когда зонд «Juno» указал на ее неоднородность, а также на частичное «растворение» ядра, простирающееся почти до половины радиуса планеты», – добавляют авторы исследования.
Создание такой внутренней структуры потребовало бы доставки на молодой Юпитер тяжелых элементов в количестве, эквивалентом 10 – 20 массам Земли. При этом это должно было произойти уже после образования его ядра и строго до накопления половины массы текущей газовой оболочки. Но модели формирования планет говорят, что эта гипотеза маловероятна, в ней много проблем, и она не может объяснить наблюдаемое обилие тяжелых элементов, увеличивающееся с глубиной.

Другая идея – эрозия ядра, но такой процесс имеет тенденцию к удалению любых небольших «градиентов» состава, которые зафиксированы в оболочке, а не приумножать их.

Лобовое столкновение

Решение этой проблемы, предложенное планетологом Шанг-Фейем Лю из Школы физики и астрономии при Университете в Гуанчжоу (Китай) и его командой, удивительно простое. Оно предполагает почти лобовое столкновение планетарного зародыша с плотным ядром из тяжелых элементов с формирующимся Юпитером. Затем ядра двух тел сливаются и частично смешиваются с оболочкой газового гиганта.

В рамках моделирования ученые показывают, что при охлаждении и последующем конвективном перемешивании внешней части оболочки смешиваются только некоторые тяжелые элементы, в результате чего ядро ​​планеты остается относительно нетронутым. Таким образом, это событие может объяснить и частичное «растворение» ядра, обнаруженное «Juno», и глобальное изобилие тяжелых элементов в атмосфере Юпитера.

Три фазы столкновения. Цвета показывают плотность. А) Юпитер с плотным центральным ядром и водородно-гелиевой оболочкой и протопланета с ядром богатым тяжелыми элементами. B) Cразу после столкновения два ядра слились, и вновь образованное частично смешалось с оболочкой Юпитера. С) Со временем оболочка полностью обогатилась тяжелыми элементами.



«Наша модель показывает, что жестокие столкновения довольно распространены в период формирования миров, и они могут объяснить наклоны оси вращения планет в Солнечной системе. Кроме этого, наша работа дает подсказки при поиске ответа на другой давний вопрос: как некоторые «горячие Юпитеры» накопили более 100 земных масс тяжелых элементов. Учитывая, что они очень близко расположены к своим звездам, где гравитационное притяжение светил чрезвычайно сильно, эти гигантские экзопланеты с легкостью могут собирать планетарные эмбрионы, а не выбрасывать их, и, таким образом, увеличивать содержание тяжелых элементов», – заключают авторы исследования.

Метки: Космос
728 1 13 0

Комментарии (9)

Бедная Небера... Злой Юпитер сожрал тебя, и теперь ты не устроишь нигде Конец Света
Аж до слёз
Говорят Земля вообще жива строго благодаря Юпитеру, который забирает все камушки которые должны были упасть на Землю, но он оказывается любит покушать и поплотнее
Так в Юп.есть зем.твердь или нет..!?
По всем сегодняшним признакам твердь только ядро.
Эх..спасибо и на этом) А как оно держиьься во внутр.пространстве Юп.?
строго говоря понятие "твердь" у Юпитера очень размытое. Очень высоко над центром Юпитера, начинается очень разряженная атмосфера, примерно такая же как у Земли на высотах 80-90 км, например. То есть почти вакуум по нашим меркам. У Юпитера такая разряженность находится гораздо выше, так как Юпитер и сам гораздо массивнее и гравитация у него на много выше земной. Постепенно опускаясь к центру плотность газа под давлением этой своей огромной массы атмосферы увеличивается, становясь все плотнее и плотнее. В какой-то момент эта плотность становится даже выше чем плотность воды на Земле. При этом важно заметить что никакой четкой границы нет, как например на Земле - воздух, воздух еще воздух и бух, водная поверхность океана. На Юпитере такого резкого перехода нет. Просто атмосфера постепенно становится все плотнее и плотнее под давлением атмосферного газа сверху. И где-то там, оооочень глубоко в юпитере есть некая оооочень плотная и твердая среда, состоящая из очень сильно сжатого и плотного металла. На столько плотного, что на Земле мы таких аналогов наблюдать не можем, у нас слишком маленькая и легкая планета, по сравнению с Юпитером.
Именно по этому понятие "твердь" на Юпитере не имеет смысла, по крайней мере того, который мы вкладываем в это слово у нас на Земле.
Ядро Юпитера гораздо плотнее (в сотни раз) всего что мы можем найти на своей планете, но границы, четко разделяющей воздух\океан или воздух\землю "твердь\нетвердь", на юпитере просто нет. На Юпитере граница между тем, что мы на Земле называем воздухом и водой, размыта сотнями километров растояния вглубь Юпитера, она постепенна и её не предстваляется возможным обозначить так же конкретно и однозначно как на Земле.
Надеюсь понятно обьяснил
Очень понятно.спасибо) Но вопросов чесно не меньше стало))
Ну это нормально было бы странным, если все вопросы бы исчезли,.. Очень странным и неестественным
Показать комментарий
Скрыть комментарий
Для добавления комментариев необходимо авторизоваться
Мир Теней
Народ Тьмы, мастерски владеющий магией или народ...
Версия: Mobile | Lite | Touch | Доступно в Google Play