Ядро Юпітера могло сформуватися без гігантського удару

Нові комп’ютерні моделі ставлять під сумнів гіпотезу про формування розрідженого ядра Юпітера внаслідок гігантського зіткнення, натомість підкреслюючи роль поступового зростання планети.

Юпітер, найбільша планета Сонячної системи, має ядро, яке не має чіткої межі, а поступово переходить у зовнішні воднево-гелієві шари — це так зване розріджене ядро. Це відкриття було зроблено завдяки місії NASA “Юнона”, яка надала гравітаційні дані, що вказують на незвичну внутрішню будову планети. Існувала гіпотеза, що така структура виникла внаслідок колосального зіткнення з протопланетою, однак нове дослідження Даремського університету спростовує цю версію.

Команда вчених під керівництвом Томаса Санднеса, за участю NASA, SETI, Університету Осло та інших, провела серію симуляцій на суперкомп’ютері DiRAC COSMA. “Ми бачимо в наших симуляціях, що такий вплив буквально струшує планету до самого її ядра — але не в той спосіб, щоб пояснити внутрішню будову Юпітера, яку ми бачимо сьогодні”, — пояснює Санднес. Усі моделі показали, що важкий матеріал після удару швидко осідає, залишаючи чітке ядро, а не розмиту зону.

Висновки дослідження, опубліковані в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, натомість припускають, що розріджене ядро Юпітера — наслідок тривалого акреційного процесу, в якому важкі та легкі матеріали накопичувалися поступово, змішуючись під час формування планети. Це підтверджується також новими даними про Сатурн, який, як нещодавно виявили, має схожу будову. “Той факт, що Сатурн також має розріджене ядро, зміцнює ідею про те, що ці структури не є результатом рідкісних, надзвичайно високоенергетичних зіткнень”, — зазначає доктор Луїс Теодоро.

Дослідження також має значення для вивчення екзопланет, адже багато з них мають масу, подібну до Юпітера чи Сатурна. Якщо розріджені ядра — результат нормального еволюційного процесу, то, можливо, більшість газових гігантів у Всесвіті мають подібні внутрішні структури. Це допоможе точніше інтерпретувати дані спостережень за далекими планетами.

Доктор Якоб Кегеррейс підсумовує: “Гігантські зіткнення є ключовою частиною історії багатьох планет, але вони не можуть пояснити все!” Саме тому нові методи моделювання, розроблені в межах цього проєкту, стануть корисними для подальших досліджень формування планет як у Сонячній системі, так і за її межами.