Jupiter viser seg å være inhomogen; metallisitet gir ledetråder om opprinnelse

Et internasjonalt team av astronomer, ledet av Yamila Miguel (SRON/Leiden Observatory), har funnet ut at Jupiters gassformede konvolutt ikke har en homogen fordeling. Den indre delen har flere metaller enn de ytre, og utgjør totalt mellom 11 og 30 jordmasser, noe som betyr 3–9 % av Jupiters totale masse. Dette er en høy nok metallisitet til å konkludere med at kilometerstore kropper – planetesimaler – må ha spilt en rolle i Jupiters dannelse. Den blir publisert 8. juni i Astronomi og astrofysikk.

Da NASAs Juno-romoppdrag ankom Jupiter i 2016, fikk vi et glimt av den bemerkelsesverdige skjønnheten til den største planeten i solsystemet vårt. Foruten den berømte store røde flekken, viser det seg at Jupiter er full av orkaner, noe som nesten gir det utseendet og mystikken til et Van Gogh-maleri. Planetens konvolutt under det tynne synlige laget er imidlertid ikke umiddelbart synlig. Likevel er Juno i stand til å male oss et bilde ved å sanse gravitasjonskraft over forskjellige steder på Jupiter. Dette gir astronomene informasjon om sammensetningen av interiøret, som ikke er likt det vi ser i overflaten.

Et internasjonalt team av astronomer, ledet av Yamila Miguel (SRON/Leiden Observatory), fant nå ut at gassformig konvolutt er ikke så homogen og godt blandet som tidligere antatt. I stedet har den en høyere sammentrekning av metaller – elementer tyngre enn hydrogen og helium – mot midten av planeten. For å komme til sine konklusjoner bygde teamet en rekke teoretiske modeller som overholder observasjonsbegrensningene målt av Juno.

Teamet studerte fordelingen av metaller fordi det gir dem informasjon om hvordan Jupiter ble dannet. Metallene viser seg ikke å være homogent fordelt over konvolutten, med mer i den indre delen enn i den ytre delen. Totalt utgjør det mellom 11 og 30 jordmasser med metaller. Miguel: “Det er to mekanismer for at en gassgigant som Jupiter kan tilegne seg metaller under dannelsen: gjennom akkresjon av små rullesteiner eller større planetesimaler. Vi vet at når en babyplanet er stor nok, begynner den å skyve ut småstein. Rikdommen av metaller inne i Jupiter som vi ser nå er umulig å oppnå før det. Så vi kan utelukke scenariet med bare småstein som faste stoffer under Jupiters dannelse. Planetesimaler er for store til å bli blokkert, så de må ha spilt en rolle.”

Funnet at den indre delen av konvolutten har mer tunge elementer enn den ytre delen, betyr at overfloden avtar utover med en gradient, i stedet for at det er en homogen blanding over konvolutten. “Tidligere trodde vi at Jupiter har konveksjon, som kokende vann, noe som gjør den fullstendig blandet,” sier Miguel. “Men vårt funn viser annerledes.”

---

---