Egy új tanulmány szerint a Jupiter fémtartalma és eloszlása azt jelenti, hogy a bolygó fiatalkorában sok kőzetbolygót fogyasztott.
Amióta a NASA Juno űrszondája 2016 júliusában elérte a Jupitert, és elkezdett részletes adatokat gyűjteni, azóta átalakítja a Jupiter kialakulásával és fejlődésével kapcsolatos ismereteinket. A misszió fontos eszköze a Gravity Science műszer. Ez rádiójeleket küld oda-vissza a Juno és a földi Deep Space Network között. A folyamat a Jupiter gravitációs mezejét méri, és többet tudnak meg a kutatók a bolygó összetételéről. Amikor a Jupiter kialakult, először kőzetanyagot halmozott fel. Ezt követte a Nap ködéből származó gyors gázakkumuláció időszaka, és sok millió év után a Jupiter a mai óriásbolygóvá vált.
A sziklás akkréció kezdeti időszakával kapcsolatban azonban van egy jelentős kérdés. Akkretált-e nagyobb kőzettömegeket, mint a bolygóképződmények? Vagy kavics méretű anyagot halmozott fel? A választól függően a Jupiter különböző időskálákon alakult ki. Egy új tanulmány erre a kérdésre kereste a választ. A Jupiter kialakulásának és fejlődésének kulcsa mélyen a bolygó több tízezer kilométer mély légkörében van eltemetve. Széles körben elfogadott, hogy a Jupiter a Naprendszer legidősebb bolygója. A tudósok azonban szeretnék megtudni, mennyi idő alatt alakult ki. A tanulmány szerzői a Juno Gravity Science kísérletével a bolygó légkörében található fémeket akarták megvizsgálni.
A kavicsok jelenléte és eloszlása a bolygó légkörében központi szerepet játszik a Jupiter kialakulásának megértésében, és a Gravity Science kísérlet a kavicsok eloszlását mérte a légkörben. A Juno és a Gravity Science kísérlet előtt nem álltak rendelkezésre pontos adatok a Jupiter gravitációs felharmonikusairól. A kutatók megállapították, hogy a Jupiter légköre nem olyan homogén, mint korábban gondolták. A bolygó középpontja közelében több fém található, mint a többi rétegben. A fémek összességében 11 és 30 földtömeg közötti mennyiséget tesznek ki. Az adatok birtokában a kutatócsoport modelleket készített a Jupiter belső dinamikájáról. A csapat két modellkészletet hozott létre.
Az első készlet 3 rétegű modellek, a második pedig híg magmodellek. A fémek bősége a Jupiter belsejében a középponttól való távolsággal csökken. Ez azt jelzi, hogy a bolygó mély légkörében nincs konvekció, amiről a tudósok azt hitték, hogy jelen van. Mint írják tanulmányukban, a nehéz elemek bősége nem homogén a Jupiter burkában, az eredmények arra utalnak, hogy a Jupiter továbbra is nagy mennyiségben akkretálta a nehéz elemeket tartalmaz, miközben a hidrogén-hélium burok növekedett, ellentétben a legegyszerűbb inkarnációjában a kavics-izolációs tömegen alapuló előrejelzésekkel, amelyek ehelyett a bolygóbolygón alapuló vagy összetettebb hibrid modelleknek kedveznek.
A szerzők arra is következtetnek, hogy a Jupiter nem keveredett konvekcióval a kialakulása után, még akkor sem, amikor még fiatal és forró volt. A kutatócsoport eredményei a gáznemű exobolygók tanulmányozására és a fémességük meghatározására irányuló erőfeszítésekre is kiterjednek. Azt találták, hogy az exobolygókra vonatkozó alappélda: a nem homogén burok azt jelenti, hogy a megfigyelt fémesség a bolygó ömlesztett fémességének alsó határa.
A Jupiter esetében nem volt mód arra, hogy távolról meghatározzuk a fémtartalmát. Csak a Juno megérkezésekor tudták a tudósok közvetve megmérni a fémtartalmat. Ezért az exobolygók távoli légköri megfigyeléseiből levezetett fémféleségek nem feltétlenül reprezentálják a bolygó tömegének fémféleségét. Amikor a James Webb űrteleszkóp megkezdi tudományos működését, egyik feladata az exobolygók légkörének mérése és összetételének meghatározása lesz. Ahogy ez a munka is mutatja, a Webb által szolgáltatott adatok nem biztos, hogy megragadják, mi történik az óriás gázbolygók mélyebb rétegeiben.
(Forrás: ScienceAlert)
