Представленная международной группой учёных модель объясняет, почему ядра Юпитера и Сатурна сильно отличаются друг от друга по массе.
Сотрудники Колледжа королевы Марии при Лондонском университете, Пекинского университета и Калифорнийского университета в Санта-Крусе смоделировали поглощение суперземли Юпитером.
Согласно теории, исходным материалом для формирования планет-гигантов служат твёрдые тела, в 3-10 раз превосходящие Землю по массе, которые начинают постепенно притягивать газ; отсюда можно сделать вывод о том, что ядра газовых гигантов должны быть похожи друг на друга. На практике всё выглядит иначе: общая масса Юпитера, к примеру, в три раза превышает массу Сатурна, но ядро последнего оказывается в те же три раза тяжелее. У этой пары планет есть и другая особенность - высокая металличность (относительная концентрация элементов тяжелее гелия), значительно опережающая солнечные показатели. Объяснить это довольно сложно, поскольку элементный состав околосолнечной туманности, как считается, повторял состав самого Солнца.
Авторы нашли оригинальное решение проблемы, рассмотрев возможность столкновения газового гиганта с суперземлёй массой в 10 земных. Получается, она сама могла через какое-то время стать таким же гигантом, но ей не повезло, - замечает участник исследования Дуглас Лин (Douglas Lin). Моделирование показало, что объект, попавший в газовую оболочку, по мере продвижения уплощается и теряет массу, но заметная его часть всё же должна достигать ядра. Следующий за этим удар приводит к выбросу большого объёма тяжёлых элементов в атмосферу планеты, где они, смешиваясь с водородом и гелием, увеличивают металличность. В результате столкновения размер ядра, как нетрудно догадаться, уменьшается.
В случае с Сатурном учёные просто скорректировали размер налетающего твёрдого тела, предположив, что оно меньше Земли. Такой объект полностью разрушится в газовой оболочке, не достигнув ядра, но повысив металличность.
Я думаю, случайные события - столкновения - действительно сыграли большую роль в формировании планет Солнечной системы, - заключает г-н Лин. - Когда мы начнём детально изучать планетные системы других звёзд, свидетельства столкновений обнаружатся и там.
Подготовлено по материалам NewScientist.
Карта звездного неба