MNRAS: гигантское столкновение не объясняет тайну образования ядра Юпитера

Ученые из Даремского университета в Великобритании совместно с коллегами из NASA, SETI и Университета Осло поставили под сомнение гипотезу о том, что «размытое» ядро Юпитера могло появиться из-за колоссального столкновения в прошлом.

Работа опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

Юпитер, крупнейшая планета Солнечной системы, хранит тайну в самом центре: его ядро не имеет четкой границы, а постепенно переходит в окружающие слои водорода и гелия. Такой тип строения получил название «размытое ядро» (dilute core) и был впервые обнаружен аппаратом NASA Juno.

Ранее астрономы предполагали, что объяснением могла стать катастрофа: в Юпитер якобы врезалась протопланета, содержащая половину его собственного ядра, что вызвало масштабное перемешивание внутренних слоев.

Чтобы проверить эту версию, исследователи запустили серию суперкомпьютерных симуляций на комплексе DiRAC COSMA в Дареме, используя программное обеспечение SWIFT и новую методику моделирования смешивания веществ.

Результат оказался неожиданным: ни одна из симуляций — даже с экстремальными параметрами удара — не привела к устойчивому формированию «размытого» ядра. Смещенные каменные и ледяные породы быстро оседали обратно, восстанавливая четкую границу между ядром и внешними слоями.

«Мы видим, что такие удары действительно «трясли» планету до самого центра, но совсем не тем образом, который нужен для объяснения нынешнего устройства Юпитера», — отметил ведущий автор работы доктор Томас Санднес.

Астрономы сделали вывод: ядро Юпитера приобрело свои особенности не из-за разового катаклизма, а постепенно — в процессе роста планеты, когда тяжелые и легкие элементы по-разному втягивались в ее недра.

Похожая структура недавно была обнаружена и у Сатурна, что подтверждает «эволюционный» сценарий.

Открытие не только меняет представления о прошлом газовых гигантов, но и помогает понять строение многочисленных экзопланет размером с Юпитер или Сатурн, обнаруженных у других звезд.