Forskere brugte Juno-rumfartøjsdata og modeller af, hvordan Jupiters indre kerne skulle se ud for at undersøge gigantplanetens tidlige historie. De tror nu, at et objekt med 10 gange Jordens masse måske har ramt Jupiter for milliarder af år siden.
Sammensat billede af Jupiter, lavet af 3 fotografier erhvervet af NASAs Juno-mission den 12. februar 2019, under rumfartøjets 17. videnskabsperijove, manøvren, der trækker Juno tæt på Jupiter i sin off-center bane. Billede via NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Kevin M. Gill.
Vidste du, at der er et rumfartøj i kredsløb omkring Jupiter nu? NASAs Juno-rumfartøj får ikke meget presse, men det får resultater. For eksempel har Juno målt Jupiters tyngdefelt med det, Tristan Guillot fra Observatoire de la Côte d’Azur i Nice, Frankrig - skrev i Natur - kaldet "udsøgt nøjagtighed." I artiklen diskuterer han en peer-reviewet undersøgelse af Liu et al., Offentliggjort i Natur den 14. august 2019 med forslag om overraskende fund om Jupiters kerne baseret på Juno-gravitationsdata og observationer af sammensætningen af Jupiters atmosfære. Den nye undersøgelse antyder, at en ung Jupiter muligvis har kollideret head-on med en anden, meget massiv genstand, et planetarisk embryo eller ville være en planet, hvis der ikke var sket nogen kollision. Dette objekt ville have været nødvendigt at have ca. 10 gange Jordens masse for at redegøre for, hvad forskere ser i Jupiters kerne. Det ville gøre det kolliderende objekt næsten lige så massivt som planeten Uranus, den mindste af de fire gasgigantplaneter i vores solsystem. Guillot skrev, at Liu's team foreslår:
... at de primordiale kerner på planeten og embryoet ville være fusioneret og derefter delvist blandet med Jupiters konvolut og forklare strukturen på planeten set i dag.
Som de andre gasgiganter (Saturn, Uranus, Neptune) er Jupiter for det meste lavet af brint og helium. Som Guillot forklarede, gjorde Jupiter imidlertid:
... indeholder en ikke-ubetydelig andel af tyngre elementer i form af en central kerne og i hydrogen-heliumhylsteret. Denne konvolut er flydende og forventes stort set at være konvektiv, så det var overraskende, da Juno afslørede, at konvolutens sammensætning ikke er ensartet.
I stedet for synes kernen at være delvist fortyndet i kuverten og strækker sig til næsten halvdelen af planetens radius.
Tre faser af Jupiter. Liu et al. foreslår, at Jupiters nutidige interne struktur er resultatet af en gigantisk påvirkning mellem den unge planet og et planetarisk embryo, der havde nogenlunde massen af Uranus. a) I forfatterenes model indeholdt både Jupiter og embryoet inden påvirkningen en tæt central kerne af tunge elementer og en brint-helium-konvolut. Farverne repræsenterer materialetætheden, der spænder fra lav (hvid) til høj (mørk orange). b) Lige efter påvirkningen blev de to kerner fusioneret og delvist blandet med planetens kuvert for at producere en fortyndet kerne. c) Efter den efterfølgende udvikling forblev den fortyndede kerne, men blev eroderet delvist ind i konvolutten, hvilket fik konvolutten til at blive beriget med tunge elementer. Billed og billedtekst via naturen.
Hvad kan forklare denne mærkelige fortynding af planetens kerne? Der er flere muligheder, men Liu et al. favoriserer den, der kræver en indflydelse med Jupiter. Liu og hans team skriver ind Natur:
Her viser vi, at en tilstrækkelig energisk front-on-kollision (gigantisk påvirkning) mellem et stort planetarisk embryo og proto-Jupiter kunne have ødelagt sin primordiale kompakte kerne og blandet de tunge elementer med den indvendige konvolut. Modeller af et sådant scenario fører til en intern struktur, der er i overensstemmelse med en fortyndet kerne, der vedvarer over milliarder af år.
De tilføjer:
Vi antyder, at kollisioner var almindelige i det unge solsystem, og at en lignende begivenhed også kan have fundet sted for Saturn, hvilket bidrog til de strukturelle forskelle mellem Jupiter og Saturn.