Mladý Jupiter byl čelně zasažen obrovskou planetou …

Masivní čelní srážka mezi Jupiterem a planetou, která se stále tvoří v rané sluneční soustavě, asi před 4,5 miliardami let, by podle studie zveřejněné tento týden v časopise mohla vysvětlit překvapivá čtení kosmické lodi Juno NASA. Příroda.

Astronomové z Rice University a čínské univerzity Sun Yat-sen naznačují, že scénáře čelního nárazu mohou vysvětlit dříve matoucí gravitační hodnoty Juno a jádro Jupitera je méně husté a rozsáhlejší, než se očekávalo.

“To je matoucí,” řekla Andrea Isella, astronomka z Rice a spoluautorka studie. „Ukazuje se, že něco otřásá jádrem, a odtud pochází obrovský dopad.“

Přední teorie planetární formace ukazují, že Jupiter začínal jako hustá, skalnatá nebo ledová planeta a poté shromáždil svou hustou atmosféru z primitivního disku plynu a prachu, který vedl k našemu slunci, řekla Isella.

Když byl Isella, hlavní autor studie, Shang-Fei Liu skeptický, když poprvé navrhl myšlenku, že data lze vysvětlit obrovským efektem, který otřásl jádrem Jupiteru a smíchal hustý obsah jeho jádra s méně vrstvami. hustý nahoře. Liu, bývalý postdoktorand ve skupině Isella, je v současné době členem fakulty Sun Yat-sen v čínském Zhuhai.

“To se mi nezdálo příliš pravděpodobné,” vzpomněla si Isella, “s pravděpodobností jedna k miliardě.” Ale Shang-Fei mě jednoduchým výpočtem přesvědčil, že je to nepravděpodobné. “

Výzkumný tým provedl tisíce počítačových simulací a zjistil, že rychle rostoucí Jupiter, poblíž „planetárních embryí“, mohl narušit oběžné dráhy protoplanet, které byly v raných fázích formování planety.

Liu uvedl, že výpočty zahrnují odhady pravděpodobnosti kolize a rozdělení úhlů nárazu v různých scénářích. V každém případě Liu a jeho kolegové zjistili, že pravděpodobnost spolknutí planetárního embrya v prvních několika milionech let Jupitera byla nejméně 40%. Navíc Jupiter společně vytvořil „silné gravitační zaměření“, díky čemuž byly čelní srážky častější než pastva.

Scénář kolize se stal ještě náročnějším poté, co Liu spustila 3D počítačové modely, které ukázaly, jak kolize ovlivní Jupiterovo jádro, řekla Isella.

“Vzhledem k tomu, že je hustý a přichází s tolika energií, nárazové těleso se stává jako kulka procházející atmosférou a dopadající přímo na jádro,” řekla Isella. “Než se srazíš, máš velmi husté jádro obklopené atmosférou.” Čelní rána šíří všechno a ředí jádro. “

Dopady na úhel pastvy by mohly způsobit, že šokující planeta bude gravitačně uvězněna a postupně se ponoří do Jupiterova jádra, a Liu řekl, že nejmenší planetární embrya téměř tak velká jako Země by se v husté atmosféře rozpadla. Jupiter.

„Jediným scénářem, jehož výsledkem je profil hustoty jádra podobný tomu, který dnes měří Juno, je čelní náraz s planetárním embryem zhruba 10krát větším než Země,“ uvedla Liu.

Isella uvedla, že výpočty naznačují, že i kdyby k tomuto jevu došlo před 4,5 miliardami let, „těžkému materiálu by za podmínek navrhovaných novinami stále mohlo trvat miliardy let, než by se vrátil do hustého jádra.“ .

Isella, která je také spoluřešitelkou projektu CLEVER Planets založeného na Rice, financovaném NASA, uvedla, že výsledky studie přesahují naši sluneční soustavu.

„Existují astronomická pozorování hvězd, která lze vysvětlit takovými událostmi,“ řekl.

“Toto je stále nové pole, takže výsledky zdaleka nejsou pevné, ale někteří lidé někdy vidí infračervené emise, které zmizí po několika letech, když hledají planety kolem vzdálených hvězd,” řekla Isella. “Jedna myšlenka je, že když se podíváte na hvězdu, když se srazí a rozpadnou dvě skalní planety, můžete vytvořit oblak prachu, který absorbuje hvězdné světlo a znovu ho emituje.” Takže v určitém smyslu vidíte záři, která naznačuje, že právě teď máte tento mrak. Světlo emitující prášek. A po chvíli se prach rozptýlí a tato emise zmizí. “

Mise Juno byla navržena tak, aby pomohla vědcům lépe porozumět původu a vývoji Jupitera. Kosmická loď, která byla zahájena v roce 2011, nese nástroje pro mapování gravitačních a magnetických polí Jupitera a prozkoumání hlubokého nitra planety.

Dalšími autory studie jsou Yasunori Hori z Japonského centra astrobiologie, Simon Müller a Ravit Helled z University of Zurich, Xiaochen Zheng z Tsinghua University v Pekingu a Doug Lin z University of California, Santa Cruz a Tsinghua. Pekingská univerzita.

Výzkum byl podpořen NASA (80NSSC18K0828), National Science Foundation (AST-1715719) a Swiss National Science Foundation (200021_169054).