Sciencemag.cz
Doporučujeme
Astronomové zjistili, že plynný obal Jupiteru nemá homogenní složení. Vnitřní část atmosféry obsahuje více těžších prvků než vnější. V důsledku toho je Jupiter těžší asi o 3–9 %, neboli 11 až 30 hmotností Země (celková hmotnost planety je asi 318 Zemí). Zmínit Zemi v této souvislosti má smyl, protože autoři výzkumu přímo tvrdí, že Jupiter při svém vzniku získával těžší prvky pohlcováním větších (relativně k sobě tedy menších) těles – protoplanet, planetesimál.
Astronomové vidí z Jupitera jen horní vrstvu atmosféry, nicméně o složení jeho nitra lze získávat informace měřením gravitační síly nad různými místy povrchu. Tato data obstarává speciální přístroj na sondě Juno, která k Jupiteru dorazila v roce 2016. Z dat pak dále vyplývá, že složení planety se v závislosti na výšce mění – a to nejen s ohledem na malé pevné jádro, ale už i v rámci atmosféry.
Mezinárodní tým astronomů pod vedením Yamily Miguel (SRON/Leiden Observatory) nyní došel k závěru, že ani samotná atmosféra není zdaleka dobře promíchaná. Směrem dolů přibývá těžších prvků. Možná až 9 % celkové hmotnosti planety odpovídá kovům a horninám typu křemičitanů (poznámka: podle dosavadních údajů se Jupiter měl skládat téměř výhradně z vodíku a helia, poměr obou prvků v atmosféře v hmotnostních procentech 75/24 má pak být blízko složení mlhoviny, z níž vznikla celá Sluneční soustava). Rozložení prvků poskytuje i informace o tom, jak se Jupiter zřejmě formoval. Jak uvádí, Y. Miguel, existují dva mechanismy, jimiž plynný obr Jupiterova typu může získává těžší prvky: akrecí malých těles nebo větších planetesimál. Těžších prvků hojně se vyskytujících na kamenných planetách je podle nových výsledků na Jupiteru příliš mnoho, aby na to stačila menší tělesa. Jupiter tedy na počátku své existence musel pohltit větší množství protoplanetek z vnitřní části Sluneční soustavy.
Vědci současně vytvořili dva možné typy uspořádání vnitřních částí Jupiteru. Třívrstvé modely předpokládají více odlišných oblastí, s vnitřním jádrem tvořeným kovy/horninami, střední oblastí s převahou kovového vodíku a vnější vrstvou s převahou molekulárního vodíku. V modelech s tzv. zředěným jádrem těžší prvky z vnitřního jádra pronikají do střední oblasti, což vede ke vzniku zředěného jádra.
Na nových výsledcích je zajímavé i právě to, že atmosféra není promíchaná. Vědci si dříve mysleli, že v ní probíhá konvekce odpovídající vaření vody. Podle všeho tomu tak ale není. Konvekce v hlubších vrstvách atmosféry podle nového výzkumu dokonce neprobíhala ani v době, kdy planeta byla ještě mladá a horká.
A nakonec z výsledku vyplývá, že složení v nižších vrstvách atmosféry těžko změřit na dálku, podařilo se to až díky sondě Juno. Jedním z hlavním úkolů Vesmírného dalekohledu Jamese Webba bude měření atmosfér exoplanet a určování jejich složení. U obřích plynných planet ale mohou mít spodní vrstvy atmosféry složení podstatně odlišné…
Y. Miguel, M. Bazot, T. Guillot, S. Howard, E. Galanti, Y. Kaspi, W. B. Hubbard, B. Militzer, R. Helled, S. K. Atreya, J. E. P. Connerney, D. Durante, L. Kulowski, J. I. Lunine, D. Stevenson, S. Bolton, ‘Jupiter’s inhomogeneous envelope’, Astronomy & Astrophysics
https://doi.org/10.1051/0004-6361/202243207
Zdroj: SRON (Netherlands Institute for Space Research), Universe Today
Poznámka PH: Chápu-li správně, „kovy“ se používá v příslušných článcích jako synonymem pro „veškeré těžší prvky“, tedy vše kromě vodíku a helia, proto slova „kovy“ a „metalicita“ výše raději téměř všude nahrazuji. Relativně hodně bude v nitru také např. kyslíku, křemíku…
Myslím, že nehomogenitě Jupitera odpovídá nehomogenita jeho magnetického pole – Saturn je sice podstatně lehčí, má však magnetické pole homogenní a srovnané s rotační osou. Jupiter je patrně slepenina všeho možného, která se nesmíchala. Je to s podivem za ty miliardy let – nebo se do současné hmotnosti dostal relativně nedávno – je to myslitelné?