Новые расчёты показали, что Юпитер стал жертвой «собственного успеха». Самая большая планета Солнечной системы (её масса более чем вдвое превышает показатели всех остальных вместе взятых) разрушила часть своего центрального ядра. По иронии судьбы, виновниками стали те же водород и гелий, которые, собственно, и сделали Юпитер газовым гигантом, будучи привлечены силой тяжести его ядра.

Открытие предполагает, что наиболее массивные экзопланеты не имеют ядер вообще.

Хотя мы называем его газовым гигантом, следует помнить, что огромное давление со стороны силы тяжести Юпитера сжимает бóльшую часть его водорода в металлическую жидкость, которая проводит электричество. Планетологи Хью Уилсон и Буркхард Милицер из Калифорнийского университета в Беркли (США) выполнили квантово-механические расчеты, дабы выяснить, что происходит, когда оксид магния (MgO) — ключевой компонент каменистой части ядра Юпитера (в его состав также входят железо и лёд) — погружается в водородно-гелиевую жидкость. Температура там составляет около 16 тыс. К (горячее, чем поверхность Солнца), а давление приближается к 40 млн атмосфер. Разумеется, такие условия не сможет воспроизвести ни один эксперимент.

По расчётам, MgO должен активно растворяться. Скорость эрозии каменистой части ядра, впрочем, осталась невыясненной. Должен таять и лёд, входящий в состав ядра.

Комментаторы в один голос говорят об огромной важности проведённой коллегами работы. Например, планетолог Дэвид Стивенсон из Калифорнийского технологического института (США) отмечает, что наука хочет знать о том, как Юпитер менялся с течением времени. Какую массу имело ядро на заре формирования газового гиганта? (Кстати, в 2016 году американский космический зонд «Юнона» должен выйти на орбиту вокруг Юпитера и представить данные о современном интерьере планеты путем измерения её гравитационного поля.)

Джонатан Фортни из Калифорнийского университета в Санта-Крусе (США) отмечает, что исследование не решило главный вопрос: сильна ли конвекция во внутренней части Юпитера настолько, чтобы материал ядра оказался в водородно-гелиевом конверте? Если да, то с момента рождения ядро планеты заметно уменьшилось. Если нет, то материал ядра остался (в растворённом виде) в центре планеты, просто граница между ядром и мантией является менее выраженной, чем принято считать.

Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters (препринт доступен здесь; см. также статью тех же авторов о стабильности водного льда в окружении металлического водорода).

Подготовлено по материалам ScienceNOW.

Текст: Дмитрий Целиков