Tief, unter Tausenden von Kilometern Gas und Flüssigkeit, im Zentrum des Jupiters liegt ein fester Kern, abgeflacht und glühend durch die monströse Schwerkraft des Planeten. Nach neuen Berechnungen ist der Kern mindestens doppelt so groß wie bisher angenommen.
Wie sich unsere Vorstellungen über die Struktur des Jupiter dank der Arbeit von Militzer und seinen Kollegen verändert haben. Oben - ein neues Modell der Struktur des Planeten mit einem festen Kern, der von einer Eiskruste umgeben ist. Unten - die vorherige Hypothese, bei der angenommen wurde, dass Eis aus Wasser, Ammoniak und Methan in der Atmosphäre verteilt war und der Kern insgesamt kleiner ist
Jupiter besteht fast ausschließlich aus leichten Elementen - Wasserstoff und Helium. Stellen Sie sich ein majestätisches Bild seiner Struktur vor: Unter dicken und unruhigen Wolken erstreckt sich eine Wasserstoffschicht mit Heliumzusätzen in die Tiefe - bis zu 25.000 km dick.km, allmählich, unter dem Einfluss von ständig steigendem Druck und steigender Temperatur, von der Gasphase in die flüssige Phase übergehend. Es gibt keine klare Grenze zwischen den Phasen; es sieht alles eher aus wie ein kolossal kochender Wasserstoffkessel.
Darunter, 30-50.000 km, befindet sich flüssiger Wasserstoff, der unter solchen Bedingungen metallische Eigenschaften hat: Der Druck von vielen Millionen Atmosphären trennt Elektronen von Protonen, und eine solche Flüssigkeit leitet Elektrizität perfekt. Hier entstehen starke elektrische Felder, die das Magnetfeld des gesamten Planeten bilden.
Noch tiefer liegt der feste Steinkern, dorthin, wo im Laufe der Jahrmilliarden der Existenz des Planeten alle schweren Elemente gewandert sind und unter dem Druck von 30 bis 100 Millionen Atmosphären eine sehr dichte „Erbse“mit einem Durchmesser von bis zu 30.000 km und auf 20.000 Grad erhitzt.
Allerdings haben neuere Computersimulationen gezeigt, dass sich die Wissenschaftler bisher in Bezug auf die Größe des Jupiterkerns geirrt haben, und zwar ernsthaft. Moderne Technologien haben es ermöglicht, das Verh alten eines Wasserstoff-Helium-Gemisches bei extrem hohen Drücken und Temperaturen im Detail zu modellieren – so hoch, dass es nicht möglich ist, solche Experimente im Labor durchzuführen.
Eine Gruppe von Wissenschaftlern unter der Leitung von Burkhard Militzer modellierte die Eigenschaften einer Wasserstoff-Helium-Mischung, beginnend mit der Temperatur, Dichte und dem Druck, die auf der Oberfläche des Jupiter herrschen, und bewegte sich allmählich tief in den Kern des Planeten, wo, von Natürlich kann es nicht sein, dass bisher kein einziges künstliches Gerät untersucht wurde.
Es stellte sich heraus, dass der Kern des Jupiter ein felsiger Körper wie die Erde ist, nur 14-18 Mal schwerer als unser Planet – und etwa 5 % der Gesamtmasse des Jupiter ausmacht (die restlichen 95 % fallen auf die Wasserstoff-Helium-Atmosphäre). Früher glaubte man, dass der Kern des Jupiter nicht schwerer als 7 Erdmassen sein könne, und einige glaubten, dass der Gasriese überhaupt keinen Kern habe.
Computersimulationsdaten zeigten, dass der Kern aus aufeinanderfolgenden Schichten von Metallen, Felsen und Eis aus Methan, Wasser und Ammoniak besteht. Nach Berechnungen der Militzer-Gruppe hat die Eiskruste des Kerns eine Masse von etwa 4 Erdmassen, also etwa 1 % der Gesamtmasse des Jupiter. In seinem Kern befindet sich ein "Highlight" aus Eisen und Nickel (wie im Kern unseres eigenen Planeten).
„Unsere Studie besagt“, erklärte Militzer, „dass es im Zentrum des Jupiters ein großes felsiges Objekt gibt, das von Eisschichten umgeben ist – das einzige Eis auf dem gesamten Planeten (früher glaubte man, dass Eis unterschiedlicher Zusammensetzung ist mehr oder weniger gleichmäßig in der Atmosphäre des Planeten verteilt - PM) Sein Kern kann mit Neptun oder Uranus verglichen werden - Planeten, die "Eisriesen" genannt werden, weil sie felsige Körper sind, die von einer dicken Eisschicht aus Wasserstoff und Helium umgeben sind - Um Jupiter zu "bekommen", genügt es, eine dicke Flüssiggasschicht hinzuzufügen ".
Diese Struktur des Planeten hat übrigens eine Reihe interessanter Konsequenzen. Erstens können wir sagen, dass Jupiter, der vor etwa 4,5 Milliarden Jahren erschien, zuerst durch die Kollision kleiner Steinkörper entstand, die schließlich seinen Kern bildeten, der wiederum allmählich eine kolossale Atmosphäre aus Wasserstoff und Helium einfing.
Außerdem rotieren verschiedene "Schichten" des Jupiters mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Die Planeten kann man sich als konzentrische Zylinder vorstellen, die übereinander gestapelt sind und sich um eine gemeinsame Achse drehen: Näher am Äquator drehen sie sich schneller. Eine ähnliche ungleichmäßige Rotation wird übrigens auch bei der Sonne beobachtet.
Übrigens glaubte man viele Jahre, dass Jupiter eine Art Schutzengel unseres Planeten ist, der mit seiner mächtigen Gravitation den Löwenanteil der gefährlichen Kometen und Asteroiden einfängt, die aus dem All kommen. Es stellte sich jedoch heraus, dass dies nicht der Fall ist, und außerdem könnte sich herausstellen, dass es Jupiter ist, der sie näher an die Erde lenkt. Lesen Sie die fast detektivische Geschichte "Evil Giant".
Laut Pressemitteilung der UC Berkeley
