Nauji skaičiavimai leidžia manyti, kad Jupiterio kietas branduolys tirpsta tarsi rūgštingumą reguliuojanti tabletė, įmesta į vandenį.
Šis procesas galėtų padėti paaiškinti, kodėl planetos branduolys yra mažesnis, o atmosferoje – daugiau sunkiųjų elementų nei buvo prognozuota, rašo NewScientist.com.
Didžiulės planetos, tokios kaip Jupiteris ir Saturnas, kaip manoma, savo egzistenciją pradėjo kaip kieti uolienų ir ledo kūnai. Kai jų masė pasidarė beveik 10 kartų didesnė nei Žemės, jų gravitacija ėmė traukti dujas iš jų gimtojo ūko. Taip susiformavo jų storos atmosferos, susidedančios daugiausiai iš vandenilio.
Tačiau kai kuriuose tyrimuose buvo teigiama, kad Jupiterio branduolys gali sverti mažiau nei dešimties Žemių, o jo mažesniojo dvynio Saturno šerdis prilygsta 15–30 Žemių. Praėjusiais metais tyrėjai, vadovaujami Shu Lin Li iš Pekino universiteto Kinijoje pasiūlė tokį paaiškinimą – uolinga planeta, didesnė nei Žemė, labai seniai įsirėžė į Jupiterį, o po susidūrimo didžioji dalis planetos milžinės branduolio pavirto garais.
Šis scenarijus galėtų paaiškinti ir kitą paslaptingą dalyką – kodėl Jupiterio atmosferoje yra didesnė dalis sunkiųjų elementų nei Saulėje, kurios sudėtis, kaip manoma, atkartoja ūką, davusį pradžią Saulės sistemos planetoms.
Dabar Hughas Wilsonas ir Burkhardas Militzeris iš Kalifornijos universiteto Berklyje pateikia dar vieną paaiškinimą: Jupiterio branduolys nuo pat susiformavimo prieš 4,5 mlrd. metų laipsniškai tirpsta.
Kiti tyrėjai teorizavo, kad Jupiterio šerdyje esantis didelis slėgis ir aukštos temperatūros verčia jo branduolį skaidytis į aplink esančią atmosferą, kurioje slėgis toks didžiulis, jog jos elgsena panašesnė į skysčio.
„Mes susėdome norėdami išsiaiškinti, ar taip tikrai vyksta“, – teigė H. Wilsonas.
Tyrėjai, naudodami kvantinės mechanikos lygtis, skaičiavo, kaip mineralinis magnio oksidas, kuris, kaip manoma, yra Jupiterio branduolio sudedamoji dalis, elgiasi Jupiterio slėgio sąlygomis, prilygstančiomis maždaug 40 mln. Žemės atmosferų ir 20 tūkst. laipsnių temperatūrai. Tokių sąlygų Žemės laboratorijose atkurti neįmanoma – kai kurių eksperimentų metu sukuriamas panašus slėgis, tačiau reikiamos temperatūros pasiekti nepavyksta.
Jie nustatė, kad tokiomis sąlygomis magnio oksidas iš tiesų tirpsta skystoje aplinkoje.
„Įsivaizduokite, kad stiklinės dugne turite druskos. Ant druskos užpilkite šilto vandens, ir ji pradės tirpti pasklisdama po stiklinę. Druskingas vanduo bus jos apačioje, ne toks sūrus – viršuje“, – aiškino H. Wilsonas.
Jis įtaria, kad ištirpusios uolienos laikui bėgant įsimaišo į atmosferą.
„Tai bent iš dalies galėtų paaiškinti išorinės atmosferos praturtinimą sunkiaisiais elementais bei faktą, kad planetos branduolys gali būti mažesnis nei teigia modeliai“, – teigia mokslininkas.
Skaičiavimai taip pat pateikia paaiškinimą, kodėl Saturnas, kurio masė prilygsta maždaug trečdaliui Jupiterio masės, turi didesnį branduolį. Sąlygos žieduotosios planetos viduje tiesiog nėra tokios ekstremalios kaip Jupiteryje, tad jei Saturno branduolys tirpsta, „tai vyksta daug lėčiau“, tvirtina H. Wilsonas.
Šis procesas greičiausiai vyksta dar sparčiau planetose, masyvesnėse nei Jupiteris, mano tyrėjai. Dave'as Stevensonas iš Kalifornijos technologijų instituto Pasadenoje sako: „Branduolio erozija greičiausiai vyksta greičiau didėjant masei.“
„Manau, kad labai dideli „superjupiteriai“ visai neturi branduolių“, – sako H. Wilsonas. Jei taip yra, jų atmosferose turėtų smarkiai padidėti sunkiųjų elementų koncentracija, o tai ateities teleskopai galėtų užfiksuoti, kalbėjo jis.
Ar tai, kad Jupiterio šerdis yra, liūdina mokslininką? Greičiau atvirkščiai, tikina jis: „Tai tarsi ženklas, kad Jupiteris dar formuojasi, jis vis dar nepasiekė stabilios būsenos.“
