Shkencëtarët kanë parë më në fund bërthamën e Jupiterit: planetët e “ngrënë”

Bërthama e Jupiterit është e përbërë nga protoplanetë të vegjël – të ashtuquajturit planetizimali – dhe zbulimi i ri duhet të ndihmojë në kuptimin e historisë së formimit të këtij gjiganti të gazit dhe të gjithë sistemit diellor.

Brendësia e Jupiterit është formuar nga mbetjet e protoplaneteve të vegjël që gjigandi i gazit “gëlltiti” ndërsa zgjerohej dhe u bë gjiganti që njohim sot.

Ky informacion është sjellë nga hulumtimi i ri në të cilin studiuesit analizuan përbërjen kimike të planetit nën atmosferën e tij të jashtme të turbullt. Gjegjësisht, deri më tani pjesa e brendshme e planetit ishte mjaft e panjohur për ne për shkak të atmosferës së jashtme të dendur dhe stuhive të vazhdueshme që bllokojnë pamjet e teleskopëve.

Tani, studiuesit kanë qenë në gjendje të shikojnë përmes mbulesës së reve të Jupiterit duke përdorur të dhënat gravitacionale të mbledhura nga anija kozmike Juno e NASA-s. Këto të dhëna i lejuan ekipit të hartonte materialin shkëmbor në thelbin e planetit gjigant, i cili zbuloi një bollëk çuditërisht të madh elementësh të rëndë. Përbërja kimike sugjeron që Jupiteri gëlltiti planetë më të vegjël – ose planetozimale – dhe kështu stimuloi rritjen e tij të gjerë.

Megjithëse Jupiteri është një top kryesisht i gaztë sot, ai filloi jetën e tij duke grumbulluar materiale shkëmbore – ashtu si çdo planet tjetër në Sistemin Diellor. Ndërsa graviteti i planetit tërhiqte gjithnjë e më shumë gurë, bërthama shkëmbore u bë aq e dendur sa filloi të tërheqë sasi të mëdha gazi në distanca të gjata (kryesisht hidrogjen dhe helium që mbetën pas lindjes së Diellit). Me kalimin e kohës, kjo krijoi një atmosferë të madhe të mbushur me gaz.

Ekzistojnë dy teori se si Jupiteri arriti të mbledhë materialin e tij origjinal shkëmbor. Njëri thotë se Jupiteri ka grumbulluar miliarda shkëmbinj hapësinorë më të vegjël, të cilët astronomët i quajnë “zhavorr” (edhe pse ata shkëmbinj janë ndoshta më afër në madhësi me shkëmbinjtë).

Një teori tjetër, e mbështetur nga gjetjet e një studimi të ri, është se bërthama e Jupiterit u formua nga përthithja e shumë planetarëve – shkëmbinj të mëdhenj hapësinorë që shtrihen për milje – dhe se në historinë e hershme të sistemit diellor mund të vepronte potencialisht si “farë ” prej të cilave janë rritur planetë më të vegjël shkëmborë (si Toka ose Marsi).

Megjithatë, deri më tani nuk ka qenë e mundur të jepet një përgjigje përfundimtare për pyetjen se cila teori është më e saktë. Në mënyrë që të përpiqeshin të zgjidhnin debatin, studiuesit duhej të ndërtonin një pamje të brendshme të Jupiterit. Ata bënë modele matematikore të “mitrës” së Jupiterit duke kombinuar një sërë të dhënash: kryesisht të dhëna të mbledhura gjatë misionit të Junos, si dhe gjatë misionit të mëparshëm të Galileos. Sondat matën fushën gravitacionale të planetit në pika të ndryshme rreth orbitës së tij.

Të dhënat treguan se materiali shkëmbor i grumbulluar nga Jupiteri ka një përqendrim të lartë të elementëve të rëndë, të cilët formojnë trupa të ngurtë dhe për këtë arsye kanë një efekt gravitacional më të fortë se atmosfera e gaztë. Këto të dhëna i lejuan ekipit të vizatonte ndryshime të vogla në gravitetin e planetit, gjë që i ndihmoi ata të përcaktonin saktësisht se ku ndodhet materiali shkëmbor në planet.

Modelet zbuluan se Jupiteri ka ekuivalentin e midis 11 dhe 30 masave tokësore të elementëve të rëndë (3 deri në 9% të masës së Jupiterit), që është shumë më e lartë se sa pritej.

Hulumtimet kanë treguar se teoria planzimale është më e bazuar. Gjegjësisht, teoria e akumulimit të “zhavorrit” nuk mund të shpjegojë një përqendrim kaq të lartë të elementeve të rënda. Nëse Jupiteri fillimisht do të formohej nga guralecat, fillimi përfundimtar i procesit të akumulimit të gazit, pasi planeti të ishte mjaft i madh, do të përfundonte menjëherë fazën e grumbullimit shkëmbor.

Nga ana tjetër, planetarët mund të arrinin në thelbin e Jupiterit edhe pasi të kishte filluar faza e akumulimit të gazit. forca gravitacionale e shkëmbinjve do të ishte më e madhe se presioni i gazit. Ky grumbullim i njëkohshëm i materialit shkëmbor dhe gazit i propozuar nga teoria planzimale është i vetmi shpjegim për nivelet e larta të elementeve të rënda në Jupiter.

Hulumtimet kanë zbuluar diçka tjetër për brendësinë e Jupiterit. Gjegjësisht, ai nuk përzihet mirë me atmosferën e sipërme, gjë që është në kundërshtim me atë që shkencëtarët mendonin më parë.

Modeli i ri i brendësisë së Jupiterit tregon se elementët e rëndë të zhytur nga planeti kanë mbetur kryesisht afër thelbit të tij dhe atmosferës së poshtme. Studiuesit supozuan se fluksi i nxehtësisë (ose konvekcioni) ngatërroi atmosferën e Jupiterit në mënyrë që gazi më i ngrohtë pranë bërthamës së planetit të ngrihej në atmosferën e jashtme përpara se të ftohej dhe të binte mbrapsht. Megjithatë, nëse do të ishte kështu, elementët e rëndë do të përziheshin në mënyrë më të barabartë në atmosferë. Studiuesit sugjerojnë se disa rajone mund të kenë më pak efekt konvekcioni dhe nevojiten kërkime të mëtejshme për të përcaktuar saktësisht se çfarë po ndodh në atmosferën e gjigantit të gazit.

Gjetjet mund të ndryshojnë historinë e origjinës së planetëve të tjerë, pasi Jupiteri ishte planeti më me ndikim në formimin e Sistemit Diellor. Në mënyrë të veçantë, forca e saj gravitacionale ndihmoi në formimin e madhësisë dhe orbitës së lagjes kozmike, në mënyrë që përcaktimi i mënyrës se si u formua kishte efekte të rëndësishme në planetët e tjerë. Gjetjet tregojnë gjithashtu një origjinë planetare të mundshme për gjigantët e tjerë të gazit në Sistemin Diellor – dmth. Saturni, Urani dhe Neptuni. Shkencëtarët tani shpresojnë se – të pasuruar me teleskopin e ri hapësinor James Webb – ata do të jenë në gjendje të kuptojnë më mirë botën e afërt dhe të largët të gjigantëve të gazit në të ardhmen.