Nowe badania wskazują, że młody Jowisz pochłonął wiele planet

Jowisz Składa się prawie wyłącznie z wodoru i helu. Ich odpowiednie ilości odpowiadają ściśle wielkościom teoretycznym w pierwotnej mgławicy słonecznej.

Ale zawiera też inne, cięższe pierwiastki, które astronomowie nazywają metalami. Chociaż minerały stanowią niewielką część Jowisza, ich obecność i rozmieszczenie wiele mówi astronomom.

Według nowych badań zawartość minerałów i ich rozmieszczenie na Jowiszu oznacza, że ​​w młodości planeta zjadała wiele młodych, skalistych planet.

Odkąd sonda kosmiczna Juno NASA dotarła do Jowisza w lipcu 2016 roku i zaczęła zbierać szczegółowe dane, zmieniło to nasze rozumienie powstawania i ewolucji Jowisza.

Jedną z cech misji jest Powaga narzędzie. Wysyła sygnały radiowe tam i z powrotem między Juno i sieć kosmiczna na ziemi.

Proces mierzy pole grawitacyjne Jowisza i mówi naukowcom więcej o powstawaniu planety.

Kiedy uformował się Jowisz, zaczął gromadzić materiał skalny. Po tym nastąpił okres gwałtownej akumulacji gazu z mgławicy słonecznej, a po milionach lat Jowisz stał się gigantem, jakim jest dzisiaj.

Ale jest ważne pytanie dotyczące początkowego okresu akrecji skał. Czy zebrałeś większe bryły skał, takie jak mniejsze planety? A może zgromadził substancję wielkości kamyka? W zależności od odpowiedzi Jowisz uformował się w różnych skalach czasowych.

Nowe badanie zaczęło odpowiadać na to pytanie. Jest zatytułowanyHeterogeniczna koperta Jowisza Heterogeniczna kopertaJest publikowany w czasopiśmie Astronomia i astrofizyka. Głównym autorem jest Yamila Miguel, profesor nadzwyczajny astrofizyki at Obserwatorium w Lejdzie oraz Holenderski Instytut Badań Kosmicznych.

Dzięki statku kosmicznym Juno coraz bardziej przyzwyczajamy się do wspaniałych obrazów Jowisza JunoCam. Ale to, co widzimy, to tylko skóra. Wszystkie te urocze obrazy chmur i burz to tylko zewnętrzne 50 kilometrów (31 mil) atmosfery planety.

Klucz do powstania i ewolucji Jowisza jest ukryty głęboko w atmosferze planety, która ma dziesiątki tysięcy kilometrów głębokości.

Powszechnie przyjmuje się, że Jowisz jest najstarszą planetą w Układzie Słonecznym. Ale naukowcy chcą wiedzieć, jak długo trwała formacja. Autorzy artykułu chcieli znaleźć minerały w atmosferze planety za pomocą Juno Gravitational Science Experiment.

Obecność i rozmieszczenie kamyków w atmosferze planety odgrywa kluczową rolę w zrozumieniu powstawania Jowisza, a eksperyment naukowy z grawitacją zmierzył rozproszenie kamyków w atmosferze.

Przed Juno i jego grawitacyjnym eksperymentem naukowym nie było dokładnych danych na temat harmoniki grawitacyjnej Jowisza.

Naukowcy odkryli, że atmosfera Jowisza nie jest tak jednorodna, jak wcześniej sądzono. W pobliżu centrum planety znajduje się więcej minerałów niż w innych warstwach. W sumie minerały dodają od 11 do 30 mas Ziemi.

Dysponując danymi, zespół zbudował modele wewnętrznej dynamiki Jowisza. „W tym artykule zestawiamy najbardziej wszechstronny i różnorodny zestaw modeli wewnętrznych Jowisza i wykorzystujemy je do badania rozmieszczenia ciężkich pierwiastków w atmosferze planety”. Rodzaj.

Zespół stworzył dwa zestawy modeli. Pierwsza grupa to modele trójwarstwowe, a druga to modele ze zredukowanym rdzeniem.

„Istnieją dwa mechanizmy, dzięki którym gazowy gigant, taki jak Jowisz, pozyskuje minerały podczas formowania: poprzez akumulację małych kamyków lub dużych małych planet” Powiedział Główny autor Miguel.

„Wiemy, że gdy mała planeta staje się wystarczająco duża, zaczyna wyrzucać kamyki. Bogactwo minerałów w Jowiszu, które widzimy teraz, jest niemożliwe do osiągnięcia wcześniej. Możemy więc wykluczyć scenariusz, w którym podczas formowania się Jowisza występują tylko kamyki Małe planety są większe niż „Do zakazania”, więc musiało to odegrać pewną rolę”.

Obfitość minerałów we wnętrzu Jowisza zmniejsza się wraz z odległością od centrum. Wskazuje to na brak konwekcji w głębokiej atmosferze planety, o której naukowcy myśleli, że jest obecna.

„Wcześniej myśleliśmy, że Jowisz przenosi ciepło, jak wrząca woda, co sprawia, że ​​jest całkowicie wymieszany” Powiedział Miguela. „Ale nasze odkrycia wyglądają inaczej”.

„Wykazujemy, że obfitość ciężkiego pierwiastka nie jest jednorodna w atmosferze Jowisza” – powiedzieli autorzy Rodzaj w swoim artykule. „Nasze wyniki wskazują, że Jowisz nadal gromadził ciężkie pierwiastki w dużych ilościach, podczas gdy jego atmosfera wodoru i helu rosła, w przeciwieństwie do przewidywań opartych na sekwestracji masy kamyków w jego najprostszym wcieleniu, preferując zamiast tego modele ziemskie lub bardziej złożone modele hybrydowe. „

Autorzy doszli również do wniosku, że Jowisz nie mieszał się z konwekcją po uformowaniu, nawet gdy był jeszcze młody i gorący.

drużyna Wyniki również się rozszerzają Badanie egzoplanet gazowych i próby określenia ich metalizacji. „Nasz wynik… dostarcza podstawowego przykładu egzoplanety: niejednorodna otoczka wskazuje, że obserwowana metaliczność jest dolną granicą metalizacji masy metalicznej planety”.

W przypadku Jowisza nie było sposobu, aby z daleka określić jego metaliczność. Dopiero gdy Juno przybyła, może Naukowcy mierzą metalurgię pośrednio. „Dlatego minerały wywnioskowane z odległych obserwacji atmosferycznych na egzoplanetach mogą nie odzwierciedlać masy mineralnej planety”.

Gdy Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba rozpoczyna działalność naukową, jednym z jego zadań jest pomiar atmosfer egzoplanet i określenie ich składu. Jak pokazuje ta praca, dane dostarczane przez Webba mogą nie uchwycić tego, co dzieje się w głębokich warstwach gazowych olbrzymów.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany przez wszechświat dzisiaj. Przeczytać oryginalny artykuł.