Какво се крие в един газов гигант?

Изследването на вътрешността на Юпитер и Сатурн е изключително предизвикателно. Обширната и изключително красива система от пръстени на Сатурн обаче представлява отличен инструмент, благодарение на който можем да научим каква точно е плътността под дебелата облачна обвивка. Чак до самото ядро.

Според нов анализ на вълните по най-вътрешния пръстен на Сатурн въпросното ядро най-вероятно не е плътна топка от никел и желязо, както мнозина предполагат, а „бухнал“ и мъглив регион, съставен предимно от водород и хелий (с периодично смесване на по-тежки елементи). Учените предполагат, че въпросното ядро се разпростира до 60 процента от радиуса на планетата.

Откритията, публикувани в Nature Astronomy, са сходни със скорошно изследване, посветено на интериора на Юпитер и изготвено въз основа на данни от „Джуно“. Те могат да променят представите ни за ранния Сатурн и неговата история на образуване.

„Бухналите ядра са като киша – казва планетарният учен Кристофър Манкович от „Калтех“, водещ автор на проучването. – Водородът и хелият се смесват постепенно с все повече лед и скали – колкото по-навътре отиваме към центъра на планетата. Нещата наподобяват части от земните океани, при които солеността се увеличава с дълбочината, създавайки стабилна конфигурация.“

Ето как би изглеждало ядрото. Източник: Caltech/R. Hurt, IPAC

Как можем да научим това от пръстените на Сатурн? Тайната се крие в начина, по който тътените в основата на Сатурн влияят на външното гравитационно поле на планетата.

„Използвахме пръстените на Сатурн като гигантски сеизмограф, за да измерим трептенията в планетата – казва астрофизикът Джим Фулър, съавтор на проучването от „Калтех“ – Това е първият път, в който успяваме да изследваме сеизмично структурата на газов гигант. И резултатите са доста изненадващи.“

Учените установяват, че масата на ядрото е около 55 пъти масата на Земята – т.е. то съдържа лед и скали, еквивалентни на 17 земни маси. Останалата част е предимно водород и хелий – всичко това е дифузно и се смесва постепенно, а не е стриктно обособено. По-плътната концентрация на по-тежките елементи се среща в самия център.

Изследването е публикувано в Nature Astronomy.

Източник: Science Alert