Тайна Юпитера: почему гигантское столкновение не объясняет его странное ядро
#СолнечнаяСистема У Юпитера нет четкого ядра, как у Земли. Вместо этого — смесь тяжелых элементов — камней и льда — и легких газов — водорода и гелия, — которая плавно переходит в верхние слои планеты. Это открытие сделала станция NASA «Юнона» в 2016 году, с тех пор ученые ломают голову о том, как образовалась подобная структура.
Одна из главных гипотез предполагает, что Юпитер пережил удар в молодости. Гигантская протопланета размером с десять Земель врезалась в Юпитер и разбила его ядро, перемешивая с внешними слоями. Получилась смесь из тяжелых элементов — камней и льда — и легких газов — водорода и гелия.
Однако ученые из Даремского университета провели десятки виртуальных столкновений на суперкомпьютере COSMA и опровергли существующую теорию. Исследование было опубликовано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Как проверяли гипотезу
Специалисты создали точную модель Юпитера — его слои, плотность и состав.
Сталкивали планету с объектами разного размера.
Использовали улучшенный алгоритм смешивания материалов.
Результат во всех модуляциях был одинаковым: тяжелый элементы быстро оседали к центру, и четкая граница между ядром и мантией восстанавливалась, то есть никакого «разбавленного» ядра не получалось.
«В наших симуляциях мы видим, что такого рода удары буквально сотрясают планету до основания, но не так, чтобы можно было объяснить внутреннюю часть Юпитера, которую мы видим сегодня» Томас Санднес ученый из Даремского университета.
Почему столкновение не работает
Дело в гравитации — тяжелые фрагменты тонут, а легкие всплывают. Но также важную роль играет время — даже если сначала в центре планеты произошло смешение, за миллионы лет все бы разделилось и пришло в норму.
Виртуальное столкновение с Юпитером Даремский университет
Что тогда создало «разбавленное» ядро
Если не катастрофа, ученые склоняются к медленному, постепенному процессу. Время шло, и Юпитер поглощал камни, лед и газ из протопланетного диска. Затем внутренние потоки медленно перемешали вещество, и тяжелые элементы частично растворились в водороде под давлением.
Это бы объяснило и то, почему у Сатурна тоже разбавленное ядро — дважды столкновение двух гигантов маловероятно.
Игры Разума
Тайна Юпитера: почему гигантское столкновение не объясняет его странное ядро
У Юпитера нет четкого ядра, как у Земли. Вместо этого — смесь тяжелых элементов — камней и льда — и легких газов — водорода и гелия, — которая плавно переходит в верхние слои планеты. Это открытие сделала станция NASA «Юнона» в 2016 году, с тех пор ученые ломают голову о том, как образовалась подобная структура.
Одна из главных гипотез предполагает, что Юпитер пережил удар в молодости. Гигантская протопланета размером с десять Земель врезалась в Юпитер и разбила его ядро, перемешивая с внешними слоями. Получилась смесь из тяжелых элементов — камней и льда — и легких газов — водорода и гелия.
Однако ученые из Даремского университета провели десятки виртуальных столкновений на суперкомпьютере COSMA и опровергли существующую теорию. Исследование было опубликовано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Как проверяли гипотезу
Специалисты создали точную модель Юпитера — его слои, плотность и состав.
Сталкивали планету с объектами разного размера.
Использовали улучшенный алгоритм смешивания материалов.
Результат во всех модуляциях был одинаковым: тяжелый элементы быстро оседали к центру, и четкая граница между ядром и мантией восстанавливалась, то есть никакого «разбавленного» ядра не получалось.
«В наших симуляциях мы видим, что такого рода удары буквально сотрясают планету до основания, но не так, чтобы можно было объяснить внутреннюю часть Юпитера, которую мы видим сегодня»
Томас Санднес
ученый из Даремского университета.
Почему столкновение не работает
Дело в гравитации — тяжелые фрагменты тонут, а легкие всплывают. Но также важную роль играет время — даже если сначала в центре планеты произошло смешение, за миллионы лет все бы разделилось и пришло в норму.
Даремский университет
Что тогда создало «разбавленное» ядро
Если не катастрофа, ученые склоняются к медленному, постепенному процессу. Время шло, и Юпитер поглощал камни, лед и газ из протопланетного диска. Затем внутренние потоки медленно перемешали вещество, и тяжелые элементы частично растворились в водороде под давлением.
Это бы объяснило и то, почему у Сатурна тоже разбавленное ядро — дважды столкновение двух гигантов маловероятно.
Источник popmech.ru