Кредит: НАСА

Когда космическая миссия НАСА «Юнона» прибыла к Юпитеру в 2016 году, мы мельком увидели удивительную красоту самой большой планеты в нашей Солнечной системе. Помимо знаменитого Большого Красного Пятна, Юпитер оказывается усеян ураганами, что почти придает ему вид и загадочность картины Ван Гога. Однако оболочка планеты под тонким видимым слоем видна не сразу. Тем не менее, Юнона может нарисовать нам картину, чувствуя гравитационное притяжение над разными точками Юпитера. Это дает астрономам информацию о внутреннем составе, который не похож на то, что мы видим на поверхности.

Международная группа астрономов под руководством Ямилы Мигель (SRON/Лейденская обсерватория) обнаружила, что газовая оболочка не так однородна и хорошо перемешана, как считалось ранее. Вместо этого она имеет более высокое сжатие металлов — элементов тяжелее водорода и гелия — по направлению к центру планеты. Чтобы прийти к своим выводам, команда построила ряд теоретических моделей, которые придерживаются наблюдательных ограничений, измеренных Juno.

Команда изучила распределение металлов, потому что это дает им информацию о том, как образовался Юпитер. Металлы оказываются неравномерно распределенными по оболочке, причем больше во внутренней части, чем во внешней. Общее количество металлов составляет от 11 до 30 масс Земли. Мигель: «У газового гиганта, подобного Юпитеру, есть два механизма приобретения металлов во время своего формирования: путем аккреции мелких камешков или более крупных планетезималей. Мы знаем, что как только маленькая планета становится достаточно большой, она начинает выталкивать камешки металлов внутри Юпитера, которые мы видим сейчас, невозможно было получить до этого. Таким образом, мы можем исключить сценарий, когда во время формирования Юпитера в качестве твердых тел использовались только гальки. Планетезимали слишком велики, чтобы их можно было заблокировать, поэтому они, должно быть, сыграли свою роль».

Вывод о том, что во внутренней части оболочки больше тяжелых элементов, чем во внешней, означает, что содержание уменьшается с градиентом наружу, а не происходит однородное перемешивание поперек оболочки. «Раньше мы думали, что у Юпитера есть конвекция, как у кипящей воды, что делает его полностью смешанным», — говорит Мигель. «Но наша находка показывает другое».