A Jupiternek szilárd magja van?

a gázóriások mindig is rejtélyek voltak számunkra. Sűrű és kavargó felhőik miatt lehetetlen jól megnézni őket, és meghatározni valódi szerkezetüket. Tekintettel a Földtől való távolságukra, időigényes és költséges űrhajókat küldeni hozzájuk,így a felmérési küldetések kevés és messze vannak. Intenzív sugárzásuk és erős gravitációjuk miatt minden olyan küldetésnek, amely megpróbálja tanulmányozni őket, gondosan kell eljárnia.mégis, a tudósok évtizedek óta azon a véleményen vannak, hogy ennek a hatalmas gázóriásnak szilárd magja van. Ez összhangban van a jelenlegi elméleteinkkel arról, hogy a Naprendszer és bolygói hogyan alakultak ki és vándoroltak a jelenlegi helyzetükbe. Míg a Jupiter külső rétegei elsősorban hidrogénből és héliumból állnak, a nyomás és a sűrűség növekedése azt sugallja, hogy a maghoz közelebb a dolgok szilárdvá válnak.

szerkezet és összetétel:

a Jupiter elsősorban gáznemű és folyékony anyagból áll, alatta sűrűbb anyaggal. Felső légköre körülbelül 88-92% hidrogénből és 8-12% héliumból áll, a gázmolekulák térfogatszázalékában, és kb. 75% hidrogén és 24% hélium tömegszázalékban, a fennmaradó egy százalék más elemekből áll.

a légkör nyomokban metánt, vízgőzt, ammóniát és szilícium alapú vegyületeket, valamint nyomokban benzolt és más szénhidrogéneket tartalmaz. Szén, etán, hidrogén-szulfid, neon, oxigén, foszfin, kén nyomai is vannak. Fagyasztott ammónia kristályokat is megfigyeltek a légkör legkülső rétegében.

a belső tér sűrűbb anyagokat tartalmaz, így az eloszlás nagyjából 71% hidrogén, 24% hélium és 5% egyéb elemek tömeg szerint. Úgy gondolják, hogy a Jupiter magja elemek sűrű keveréke-folyékony fémes hidrogén környező rétege némi héliummal, külső rétege pedig túlnyomórészt molekuláris hidrogén. A magot sziklásnak is írták le, de ez is ismeretlen marad.

1997-ben a mag létezését gravitációs mérések sugallták, amelyek a Föld tömegének 12-45-szeresét, vagyis a Jupiter teljes tömegének nagyjából 4-14% – át jelzik. A mag jelenlétét a bolygóképződés modelljei is alátámasztják, amelyek jelzik, hogy egy sziklás vagy jeges magra szükség lett volna a bolygó történelmének egy bizonyos pontján. Ellenkező esetben nem tudta volna összegyűjteni az összes hidrogént és héliumot a protoszoláris ködből – legalábbis elméletben.

lehetséges azonban, hogy ez a mag azóta zsugorodott az olvadt maggal keveredő forró, folyékony, fémes hidrogén konvekciós áramai miatt. Lehet, hogy ez a mag most is hiányzik, de részletes elemzésre van szükség, mielőtt ezt meg lehet erősíteni. A Juno misszió, amely 2011 augusztusában indult (lásd alább), várhatóan némi betekintést nyújt ezekre a kérdésekre, és ezáltal előrelépést tesz a mag problémájával kapcsolatban.

formáció és migráció:

a Naprendszer kialakulásával kapcsolatos jelenlegi elméleteink azt állítják, hogy a bolygók körülbelül 4-et alkottak.5 milliárd évvel ezelőtt egy nap-ködből (azaz a köd Hipotéziséből). Ezzel az elmélettel összhangban úgy gondolják, hogy a Jupiter a gravitáció eredményeként alakult ki, amely összehúzza a kavargó gáz-és porfelhőket.

a Jupiter tömegének nagy részét a nap keletkezéséből megmaradt anyagból szerezte, és végül több mint kétszerese volt a többi bolygó együttes tömegének. Valójában azt feltételezték, hogy a Jupiter nagyobb tömeget halmozott fel, második csillag lett volna. Ez azon a tényen alapul, hogy összetétele hasonló a Napéhoz – főleg hidrogénből készül.

ezenkívül a Naprendszer kialakulásának jelenlegi modelljei azt is jelzik, hogy a Jupiter a jelenlegi helyzetétől távolabb alakult ki. Az úgynevezett Grand Tack hipotézis szerint a Jupiter a Nap felé vándorolt, és nagyjából 4 milliárd évvel ezelőtt telepedett le jelenlegi helyzetébe. Ez a migráció, azt állították, a Naprendszerünk korábbi bolygóinak megsemmisülését eredményezhette – amely magában foglalhatta a naphoz közelebb eső Szuperföldeket is.

feltárás:

bár nem ez volt az első robot űrhajó, amely meglátogatta a Jupitert, vagy az első, amely a pályáról tanulmányozta (ezt a Galileo szonda végezte 1995 és 2003 között), a Juno missziót a Jovi óriás mélyebb rejtélyeinek vizsgálatára tervezték. Ezek közé tartozik a Jupiter belseje, a légkör, a magnetoszféra, a gravitációs mező és a bolygó kialakulásának története.

a misszió indult augusztusban 2011 és elért pályára Jupiter körül július 4-én, 2016. A szonda poláris elliptikus pályájára lépett, miután befejezte a fő motor 35 perces tüzelését, az úgynevezett Jupiter orbitális behelyezés (vagy JOI). Amint a szonda az északi pólus felett közeledett a Jupiterhez, kilátás nyílt a Jovian rendszerre, amelyről végső képet készített, mielőtt JOI-t megkezdené.

azóta a Juno űrhajó perijove manővereket hajt végre – ahol áthalad az északi – sarki régió és a déli-sarki régió között-körülbelül 53 napos időtartammal. Az 5 perijoves-t befejezte az 2016 júniusának megérkezése óta, és a tervek szerint összesen 12 február 2018 előtt tart. Ezen a ponton, kizárva a küldetés kiterjesztését, a szonda le fog keringeni, és fel fog égni a Jupiter külső légkörében.

a Juno további információkat fog gyűjteni a Jupiter gravitációjáról, mágneses mezőjéről, légköréről és összetételéről. Reméljük, hogy ez az információ sokat megtanít nekünk arról, hogy a Jupiter belseje, légköre és magnetoszférája közötti kölcsönhatás hogyan vezérli a bolygó fejlődését. Természetesen remélhetőleg meggyőző adatokat szolgáltat a bolygó belső szerkezetéről.

a Jupiternek szilárd magja van? A rövid válasz az,hogy nem tudjuk … még. Valójában nagyon is lehet szilárd magja, amely vasból és kvarcból áll, amelyet vastag fém hidrogénréteg vesz körül. Az is lehetséges, hogy a fémes hidrogén és a szilárd mag közötti kölcsönhatás miatt a bolygó elvesztette azt egy ideje.

Ezen a ponton, minden, amit tehetünk, hogy reméljük, hogy a folyamatban lévő felmérések és küldetések hozam több bizonyíték. Ezek nem csak a Jupiter belső szerkezetének és kialakulásának megértését segítik, hanem a Naprendszer történelmének és létrejöttének megértését is.

sok cikket írtunk a Jupiter for Universe Today-ről. Itt tíz érdekes tény a Jupiterről, mekkora a Jupiter? Mennyi ideig tart eljutni a Jupiterhez?, Milyen az időjárás a Jupiteren? Milyen messze van a Jupiter a naptól? és a Jupiter pályája. Mennyi ideig tart egy év a Jupiteren?

Ha további információt szeretne a Jupiterről, nézze meg a Hubblesite Jupiterről szóló sajtóközleményeit, és itt található egy link a NASA Naprendszer-kutatási útmutatójához a Jupiterhez.

a csillagászat egy epizódját is felvettük, amely éppen a Jupiterről szól. Figyelj ide, Epizód 56: Jupiter.