Nowe badanie przeczy idea, że tajemnicze jądro Jowisza zostało utworzone w wyniku gigantycznego uderzenia.

21 sierpnia 2025

przez Durham University

edytowane przez Sadie Harley, sprawdzone przez Robert Egan

redaktor naukowy

redaktor współpracujący

Artykuł ten został zweryfikowany zgodnie z procesem redakcyjnym i politykami Science X.

sprawdzona wiarygodność

publikacja recenzowana przez naukowców

zaufane źródło

sprawdzona forma językowa

Nowe badanie Durham University wykazało, że ogromne zderzenie może nie być odpowiedzialne za powstanie niezwykle „rozrzedzonego” jądra Jowisza, kwestionując teorię dotyczącą historii planety.

Jowisz, największa planeta w naszym układzie słonecznym, skrywa tajemnicę w swoim wnętrzu. W przeciwieństwie do oczekiwań naukowców, jego jądro nie ma wyraźnej granicy, ale stopniowo przechodzi w otaczające warstwy, głównie wodoru (struktura znana jako jądro rozrzedzone).

To, w jaki sposób powstało to rozrzedzone jądro, było kluczowym pytaniem wśród naukowców i astronomów od czasu, gdy statek kosmiczny Juno NASA po raz pierwszy ujawnił jego istnienie.

Poprzednie badanie sugerowało, że kolosalne zderzenie z wczesną planetą zawierającą połowę materiału jądra Jowisza mogło dokładnie wymieszać środkową część Jowisza, wystarczająco, aby wyjaśnić dzisiejsze wnętrze planety.

Korzystając z zaawansowanych symulacji uderzeń planetarnych na superkomputerach, z nową metodą poprawiającą sposób traktowania mieszania materiałów w symulacji, naukowcy z Durham University, we współpracy z naukowcami z NASA, SETI i CENSSS, University of Oslo, sprawdzili, czy takie ogromne zderzenie mogło stworzyć rozrzedzone jądro Jowisza.

Symulacje przeprowadzono na superkomputerze DiRAC COSMA zlokalizowanym w Durham University, korzystając z najnowszego oprogramowania open-source SWIFT.

Badanie wykazało, że stabilna struktura rozrzedzonego jądra nie została wytworzona w żadnej z przeprowadzonych symulacji, nawet w tych obejmujących zderzenia w skrajnych warunkach.

Zamiast tego, symulacje pokazują, że gęsty materiał skalny i lodowy z jądra przemieszczony przez zderzenie szybko osiadałby, pozostawiając wyraźną granicę z zewnętrznymi warstwami wodoru i helu, zamiast tworzenia gładkiej strefy przejściowej między tymi dwoma obszarami.

Wyniki badania, opublikowane w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, nie wspierają hipotezy, że rozrzedzone jądro Jowisza zostało wyprodukowane przez pojedyncze dramatyczne zderzenie, lecz sugerują, że jest to rezultat sposobu, w jaki rosnąca planeta absorbuje ciężkie i lekkie materiały podczas swojego formowania się i ewoluowania.

Komentując wyniki, główny autor badania dr. Thomas Sandnes z Durham University powiedział: „To fascynujące, jak gigantyczna planeta jak Jowisz zareaguje na jedno z najbardziej gwałtownych zdarzeń, jakim może się spotkać rosnąca planeta.

„Widzimy w naszych symulacjach, że tego rodzaju zderzenie dosłownie wstrząsa planetą do jej jądra — po prostu nie w taki sposób, aby wyjaśnić wnętrze Jowisza, które widzimy dzisiaj”.

Jowisz nie jest jedyną planetą z rozrzedzonym jądrem, ponieważ naukowcy niedawno odkryli dowody, że Saturn także je posiada.

Dr. Luis Teodoro z University of Oslo powiedział: „Fakt, że Saturn również posiada rozrzedzone jądro, wzmacnia pomysł, że te struktury nie są wynikiem rzadkich, niezwykle energetycznych zdarzeń, ale raczej stopniowo formują się podczas długiego procesu wzrostu i ewolucji planet”.

Wnioski z tego badania mogą również pomóc naukowcom zrozumieć i interpretować wiele egzoplanet o rozmiarach zbliżonych do Jowisza i Saturna, które obserwowano wokół odległych gwiazd.

Jeśli rozrzedzone jądra nie są efektem rzadkich i ekstremalnych zderzeń, to może większość lub wszystkie te planety mają porównywalnie złożone wnętrza.

Współautor badania dr. Jacob Kegerreis powiedział: „Gigantyczne zderzenia są kluczowym elementem historii wielu planet, ale nie mogą wszystkiego wyjaśnić!

„Ten projekt przyspieszył również kolejny krok w naszym rozwoju nowych sposobów symulowania tych katastroficznych zdarzeń w coraz większym szczegółach, pomagając nam w dalszym zawężaniu, jak niesamowite różnorodne światy, które widzimy w układzie słonecznym i poza nim, powstały”.

Więcej informacji:     T. D. Sandnes et al, No dilute core produced in simulations of giant impacts on to Jupiter, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2025). On arXiv DOI: 10.48550/arxiv.2412.06094

Informacje o czasopiśmie:     Monthly Notices of the Royal Astronomical Society                     ,          arXiv

Dostarczone przez     Durham University