Плавление сердца Юпитера проливает свет на таинственную экзопланету

Новые моделирования показывают, что каменное ядро ​​Юпитера было расплавлено и смешено с другими внутренности планеты. Благодаря новым данным астрономы надеются лучше объяснить недавнее загадочное открытие странной планеты за пределами нашей Солнечной системы.

"Это очень важная часть головоломки, в попытке выяснить, что происходит внутри планет-гигантов", сказал Джонатан Фортни, ученый из Университета Калифорнии, Санта-Крус, который не был связан с исследованиями.

Обычные планетарные теории формирования моделировали Юпитер как набор аккуратных слоев внешней оболочки окружающих каменное ядро, состоящее из более тяжелых элементов. Но теперь есть доказательства того, что внутренности газовых гигантов вроде Юпитера являются грязной смесью элементов без строго определенных границ.

Это новое исследование плавления ядра Юпитера ​​укрепляет смешенную модель газовых планет-гигантов и обеспечивает еще один путь для более тяжелых элементов течь по всей планете.

"Люди работают над предположением, что эти планеты являются слоистыми, потому что легче работать над этим предположением", говорит Хью Уилсон, ученый из Университета Калифорнии в Беркли и соавтор нового исследования, входящий в Physical Review Letters.

Хотя ученые ранее играли с идеей плавления ядер в больших планетах, никто не сел и не сделал необходимые расчеты, сказал Уилсон.

Ученым приходится полагаться на расчеты основной среды Юпитера, потому что условия там слишком экстремальные для воссоздания их на Земле. Уилсон и его коллега Буркхард Милитзер использовали компьютерную программу для моделирования температур выше 7000 градусов Цельсия, а давление было в 40 миллионов раз выше атмосферного давления на Земле на уровне моря.

Эти условия недооценены к реальным условиям на Юпитере. Тем не менее, авторы обнаружили, что оксид магния будет разжижаться и начнет дрейфовать в жидкости верхней оболочки Юпитера в этих относительно ручных условиях.

Исследователи полагают, что аналогичные по размерам газовые гиганты экзопланеты - планеты, находящиеся за пределами нашей Солнечной системы - вероятно, имеют аналогичную внутреннюю структуру Юпитера. Таким образом, ученые были озадачены в начале этого года, когда нашли планету с примерно таким же объемом, как Юпитер, но в четыре-пять раз большей массы.

Называемая CoRoT-20b, новая планета была объявлена ​​в феврале, а ее первооткрыватели искали подходящее объяснение её необычной плотности. Используя обычные модели, астрономы вычислили, что ядро ​​составляет более половины планеты. Для сравнения, ядро ​​Юпитера представляет собой около 3-15 процентов от общей массы планеты.

"Гораздо легче объяснить состав этой планеты по смешанной модели", сказал Уилсон.

Исследователи получат больше данных для ответов на имеющиеся вопросы, когда зонд НАСА Юнона достигнет Юпитера в 2016 году.