Юпитер, возможно, был поражен огромной протопланетой давным-давно, распространяя тяжелый материал внутри ядра планеты по гораздо более широкой области внутри планеты, чем мы обычно ожидаем найти. Это текущая теория исследователей, исследующих данные, полученные с помощью зонда НАСА «Юнона», который предназначен для измерения гравитационного поля Юпитера для интуитивного понимания структуры и распределения материала внутри газового гиганта.
Измерения Юпитера в 2017 году показали, что ядро планеты большое и плохо определено. То, что мы обычно ожидаем — и это верно как для каменистых планет, так и для газовых гигантов — это слои с возрастающей плотностью, с плотнейшим материалом, упакованным в центре планеты, где температура самая высокая. Вместо этого ядро Юпитера нерегулярно и потенциально разбавлено, что означает, что тяжелые элементы внутри него распространились и теперь распределяются по гораздо большей части всей планеты.
Ученые работали над объяснением этого открытия в течение последних нескольких лет, и они придумали модель, которая соответствует как данным, так и тому, что мы знаем о первых днях существования солнечной системы. Модель Ниццы и гипотеза Гранд Тэк утверждают, что Юпитер, по сути, «охватил» Солнечную систему в первые дни ее существования. Взаимодействия с Юпитером и Сатурном очистили пояс астероидов от большинства оставшихся планетезималей, особенно от Юпитера. Эти сдвиги в орбитах и эксцентриситет орбиты, возможно, вызвали позднюю тяжелую бомбардировку или даже создание Луны Земли.
Исследовательская группа предлагает, чтобы Юпитер был поражен массивной протопланетой в этот бурный ранний период — примерно в восемь раз больше массы Земли, окруженной водородом и гелием на две массы. Юпитер весит примерно в 318 раз больше, чем Земля, поэтому удары такого рода массы дают удивительно небольшое количество полной энергии. Однако удар влияет на ядро Юпитера — рассеивание элементов внутри него и распространение их на гораздо большую площадь.
Интересно, что это исследование предполагает, что воздействие должно быть лобовым и с довольно большим объектом (хотя все еще небольшим по сравнению с самим Юпитером). Удары одной земной массы или меньше распадутся в атмосфере Юпитера, даже не достигнув ядра. При скользящем воздействии не хватает энергии, чтобы разрушить или разбавить ядро наблюдаемым образом. Единственный способ создать условия, достаточные для того, чтобы привести к гравитационному распределению материала, который мы видим, состоит в том, чтобы разбить ядро Юпитера ударником почти эквивалентной массы (ядру, а не всей планете), после чего произойдет большое энергетическое смешение.
Исследователи все еще изучают другие методы, которые привели бы к этому необычному результату, но идея о том, что Юпитер был поражен действительно огромными камнями в первые дни существования Солнечной системы, не безумна. Ученые полагают, что протопланетный диск нашей собственной звезды изначально содержал гораздо больше материала, чем сегодня. Если точная модель формирования планет в Ницце, то огромное количество планетезималей, протопланет и даже карликовых планет было выброшено в пустоту благодаря гравитационным взаимодействиям ранних планет и их лун. Мы знаем, что пояс Койпера раньше был резервуаром для этих объектов — Тритон (луна Нептуна) и Плутон практически идентичны. Тот факт, что Тритон теперь является луной Нептуна, приобретенной с помощью неизвестных процессов, свидетельствует о том, как много вещей отскакивало несколько миллиардов лет назад.
