Are Jupiter un nucleu Solid?

giganții gazoși au fost întotdeauna un mister pentru noi. Datorită norilor lor densi și învârtiți, este imposibil să obțineți o privire bună în interiorul lor și să determinați adevărata lor structură. Având în vedere distanța lor față de pământ, este consumator de timp și costisitor să le trimiteți nave spațiale, făcând misiunile de sondaj puține și rare. Și datorită radiației lor intense și gravitației puternice, orice misiune care încearcă să le studieze trebuie să o facă cu atenție.

și totuși, oamenii de știință au fost de părere de zeci de ani că acest gigant masiv de gaze are un nucleu solid. Acest lucru este în concordanță cu teoriile noastre actuale despre modul în care sistemul Solar și planetele sale s-au format și au migrat în pozițiile lor actuale. În timp ce straturile exterioare ale lui Jupiter sunt compuse în principal din hidrogen și heliu, creșterea presiunii și densității sugerează că, mai aproape de miez, lucrurile devin solide.

structură și compoziție:

Jupiter este compus în principal din materie gazoasă și lichidă, cu materie mai densă dedesubt. Atmosfera superioară este compusă din aproximativ 88-92% hidrogen și 8-12% heliu în procente de volum de molecule de gaz și aprox. 75% hidrogen și 24% heliu în masă, restul de un procent constând din alte elemente.

atmosfera conține urme de metan, vapori de apă, amoniac și compuși pe bază de siliciu, precum și urme de benzen și alte hidrocarburi. Există, de asemenea, urme de carbon, etan, hidrogen sulfurat, neon, oxigen, fosfină și sulf. Cristale de amoniac congelat au fost, de asemenea, observate în stratul exterior al atmosferei.interiorul conține materiale mai dense, astfel încât distribuția este de aproximativ 71% hidrogen, 24% heliu și 5% alte elemente în masă. Se crede că miezul lui Jupiter este un amestec dens de elemente – un strat înconjurător de hidrogen metalic lichid cu un anumit heliu și un strat exterior predominant de hidrogen molecular. Miezul a fost, de asemenea, descris ca fiind stâncos, dar acest lucru rămâne necunoscut.

în 1997, existența miezului a fost sugerată de măsurători gravitaționale, indicând o masă de 12 până la 45 de ori masa Pământului, sau aproximativ 4% -14% din masa totală a lui Jupiter. Prezența unui nucleu este susținută și de modele de formare planetară care indică modul în care un nucleu stâncos sau înghețat ar fi fost necesar la un moment dat în istoria planetei. Altfel, nu ar fi putut colecta tot hidrogenul și heliul său din nebuloasa protosolară – cel puțin teoretic.

cu toate acestea, este posibil ca acest miez să se fi micșorat din cauza curenților de convecție ai hidrogenului metalic fierbinte, lichid, amestecat cu miezul topit. Acest nucleu poate fi chiar absent acum, dar este necesară o analiză detaliată înainte ca acest lucru să poată fi confirmat. Misiunea Juno, lansată în August 2011 (a se vedea mai jos), este de așteptat să ofere o perspectivă asupra acestor întrebări și, prin urmare, să facă progrese în ceea ce privește problema nucleului.

formarea și migrația:

teoriile noastre actuale cu privire la formarea Sistemului Solar susțin că planetele s-au format aproximativ 4.Acum 5 miliarde de ani dintr-o nebuloasă solară (adică ipoteza Nebulară). În concordanță cu această teorie, se crede că Jupiter s-a format ca urmare a gravitației care trage împreună nori de gaz și praf.Jupiter și-a dobândit cea mai mare parte a masei sale din materialul rămas de la formarea soarelui și a ajuns să aibă mai mult de două ori masa combinată a celorlalte planete. De fapt, s-a presupus că Jupiter ar fi acumulat mai multă masă, ar fi devenit o a doua stea. Aceasta se bazează pe faptul că compoziția sa este similară cu cea a Soarelui – fiind făcută predominant din hidrogen.

În plus, modelele actuale de formare a Sistemului Solar indică, de asemenea, că Jupiter s-a format mai departe de poziția sa actuală. În ceea ce este cunoscut sub numele de ipoteza Grand Tack, Jupiter a migrat spre soare și s-a stabilit în poziția sa actuală cu aproximativ 4 miliarde de ani în urmă. S – a argumentat că această migrație ar fi putut duce la distrugerea planetelor anterioare din sistemul nostru Solar-care ar fi putut include Super-Pământuri mai aproape de soare.

explorare:

deși nu a fost prima navă spațială robotică care a vizitat Jupiter sau prima care a studiat-o de pe orbită (acest lucru a fost făcut de sonda Galileo între 1995 și 2003), Misiunea Juno a fost concepută pentru a investiga misterele mai profunde ale gigantului Jovian. Acestea includ interiorul lui Jupiter, atmosfera, magnetosfera, câmpul gravitațional și istoria formării planetei.

misiunea a fost lansată în August 2011 și a atins orbita în jurul lui Jupiter pe 4 iulie 2016. Sonda a intrat pe orbita sa eliptică polară după ce a finalizat o tragere de 35 de minute a motorului principal, cunoscută sub numele de inserție orbitală Jupiter (sau JOI). Pe măsură ce sonda se apropia de Jupiter de deasupra Polului său Nord, i s-a oferit o vedere a sistemului Jovian, despre care a făcut o imagine finală înainte de a începe JOI.

de atunci, nava spațială Juno a efectuat manevre perijove – unde trece între regiunea polară nordică și regiunea polară sudică – cu o perioadă de aproximativ 53 de zile. A finalizat 5 perijoves de când a sosit în iunie 2016 și este programat să efectueze un total de 12 înainte de februarie 2018. În acest moment, cu excepția extinderilor misiunii, sonda va de-orbita și va arde în atmosfera exterioară a lui Jupiter.pe măsură ce trece, Juno va aduna mai multe informații despre gravitația, câmpurile magnetice, atmosfera și compoziția lui Jupiter. Se speră că aceste informații ne vor învăța multe despre modul în care interacțiunea dintre interiorul lui Jupiter, atmosfera și magnetosfera sa conduce evoluția planetei. Și, desigur, se speră să furnizeze date concludente despre structura interioară a planetei.

are Jupiter un nucleu solid? Răspunsul scurt este că nu știm … încă. Într-adevăr, ar putea avea foarte bine un miez solid compus din fier și cuarț, care este înconjurat de un strat gros de hidrogen metalic. De asemenea, este posibil ca interacțiunea dintre acest hidrogen metalic și miezul solid să fi determinat planeta să o piardă cu ceva timp în urmă.

în acest moment, tot ce putem face este să sperăm că anchetele și misiunile în curs vor da mai multe dovezi. Acestea nu numai că ne vor ajuta să ne perfecționăm înțelegerea structurii interne a lui Jupiter și a formării sale, dar și să ne perfecționăm înțelegerea istoriei sistemului Solar și a modului în care a ajuns să fie.

am scris multe articole despre Jupiter pentru Univers astăzi. Aici zece fapte interesante despre Jupiter, cât de mare este Jupiter?, Cât durează să ajungi la Jupiter?, Cum este vremea pe Jupiter?, Cât de departe este Jupiter de soare?, și orbita lui Jupiter. Cât durează un an pe Jupiter?dacă doriți mai multe informații despre Jupiter, consultați comunicatele de presă ale Hubblesite despre Jupiter și iată un link către ghidul NASA de explorare a sistemului Solar pentru Jupiter.

am înregistrat, de asemenea, un episod de astronomie turnat doar despre Jupiter. Ascultă aici, episodul 56: Jupiter.