Исследователи из Даремского университета провели суперкомпьютерное моделирование, которое поставило под сомнение гипотезу, что разреженное ядро Юпитера образовалось в результате гигантского столкновения. Симуляции показали, что даже экстремальные удары не могут создать наблюдаемую структуру планеты.
Юпитер интригует ученых своим необычным внутренним строением. Вопреки ожиданиям, его ядро не имеет четкой границы, а плавно переходит в окружающие водородные слои. Эту особенность, известную как разреженное ядро, впервые обнаружил мепланетный зонд НАСА «Юнона».
Ранее считалось, что столкновение с молодой планетой, содержащей половину материала ядра Юпитера, могло перемешать центральную область гиганта, объясняя современное строение его недр.
Чтобы проверить эту гипотезу, ученые провели серию симуляций на суперкомпьютере DiRAC COSMA. Результаты оказались неожиданными: во всех сценариях смещенный материал быстро перестраивался обратно, формируя четкую границу между ядром и внешними слоями, а не плавный переход.
Моделирование внутренней структуры Юпитера
Исследование предполагает, что разреженное ядро возникло естественным образом в процессе роста Юпитера, когда планета поглощала тяжелые и легкие элементы. Дополнительные аргументы против «ударной» гипотезы дают и наблюдения за Сатурном, у которого, вероятно, тоже есть разреженное ядро.
Эти выводы важны для понимания планетообразования не только в Солнечной системе, но и в экзопланетных системах. Если такие ядра формируются естественным образом, а не в результате редких катастроф, то многие газовые гиганты могут обладать подобной сложной внутренней структурой. Понимание поможет ученым интерпретировать данные о экзопланетах размером с Юпитер, которые обнаруживают у многих звезд.
