Nuovo studio contrasta l'idea che il misterioso nucleo di Giove sia stato formato da un'impatto gigante

21 agosto 2025

da Durham University

modificato da                                                                      Sadie Harley, Robert Egan

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Un nuovo studio dell'Università di Durham ha scoperto che un'impatto gigante potrebbe non essere responsabile della formazione del 'core' diluito' notevole di Giove, mettendo in discussione una teoria sulla storia del pianeta.

Giove, il pianeta più grande del nostro sistema solare, ha un mistero nel suo cuore. A differenza di quanto inizialmente previsto dagli scienziati, il suo nucleo non ha un confine netto ma si mescola gradualmente negli strati circostanti di idrogeno principalmente (una struttura conosciuta come nucleo diluito).

Come questo nucleo diluito si sia formato è stata una domanda chiave tra scienziati e astronomi fin dal momento in cui la sonda Juno della NASA ha rivelato la sua esistenza.

Uno studio precedente ha suggerito che una collisione colossale con un pianeta primordiale contenente metà del materiale nucleare di Giove avrebbe potuto miscelare completamente la regione centrale di Giove, abbastanza da spiegare l'interno del pianeta oggi.

Utilizzando simulazioni di impatti planetari all'avanguardia tramite supercomputer, con un nuovo metodo per migliorare il trattamento della miscelazione tra materiali, i ricercatori dell'Università di Durham, in collaborazione con scienziati della NASA, SETI e CENSSS dell'Università di Oslo, hanno testato se una tale collisione massiccia potesse aver creato il nucleo diluito di Giove.

Le simulazioni sono state eseguite sul supercomputer DiRAC COSMA ospitato presso l'Università di Durham utilizzando il software open-source SWIFT all'avanguardia.

Lo studio ha stabilito che nessuna struttura stabile del nucleo diluito sia stata prodotta in nessuna delle simulazioni condotte, neanche in quelle che comportavano impatti in condizioni estreme.

Invece, le simulazioni dimostrano che il materiale nucleare denso di roccia e ghiaccio spostato da un impatto si sarebbe ricollocato rapidamente, lasciando un confine distinto con gli strati esterni di idrogeno ed elio, anziché formare una zona di transizione liscia tra le due regioni.

I risultati dello studio, pubblicati in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, non supportano quindi l'ipotesi che il nucleo diluito di Giove sia stato creato da un singolo impatto drammatico, ma suggeriscono piuttosto che sia il risultato di come il pianeta in crescita ha assorbito materiali pesanti e leggeri mentre si formava ed evolveva.

Riflettendo sui risultati, il lead autore dello studio, il Dr. Thomas Sandnes dell'Università di Durham, ha detto: "È affascinante esplorare come un pianeta gigante come Giove risponderebbe a uno degli eventi più violenti che un pianeta in crescita possa vivere.

"Vediamo nelle nostre simulazioni che questo tipo di impatto scuote letteralmente il pianeta fino al suo nucleo, ma non nel modo giusto per spiegare l'interno di Giove che vediamo oggi.

Giove non è l'unico pianeta con un nucleo diluito, poiché gli scienziati hanno recentemente trovato prove che Saturno ne ha uno anche.

Il Dr. Luis Teodoro dell'Università di Oslo ha detto: "Il fatto che Saturno abbia anche un nucleo diluito rafforza l'idea che queste strutture non sono il risultato di impatti rari e estremamente energetici, ma si formano gradualmente durante il lungo processo di crescita ed evoluzione planetaria.

Le scoperte di questo studio potrebbero anche aiutare gli scienziati a comprendere e interpretare i numerosi esopianeti delle dimensioni di Giove e Saturno che sono stati osservati intorno a stelle lontane.

Se i nuclei diluiti non sono formati da impatti rari ed estremi, allora forse la maggior parte o tutti questi pianeti hanno interni comparabilmente complessi.

Il co-autore dello studio, il Dr. Jacob Kegerreis, ha detto: "Gli impatti giganti sono una parte fondamentale della storia di molti pianeti, ma non possono spiegare tutto!

"Questo progetto ha anche accelerato un altro passo nel nostro sviluppo di nuovi modi per simulare questi eventi catastrofici in dettaglio sempre maggiore, aiutandoci a continuare a restringere come sono venuti ad essere la sorprendente diversità di mondi che vediamo nel sistema solare e oltre."

Maggiori informazioni:                                  T. D. Sandnes et al, Nessun nucleo diluito prodotto nelle simulazioni di impatti giganti su Giove, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2025). Su arXiv DOI: 10.48550/arxiv.2412.06094

Informazioni sul giornale:                                                                      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society                                                         ,                                                                      arXiv

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