علماء يحققون اكتشافا يخالف ما كان متوقعا سابقا حول أكبر كواكب المجموعة الشمسية

ويحتوي الجزء الداخلي على معادن أكثر من الأجزاء الخارجية، ما يضيف إلى كتلة المعادن ما بين 11 و30 كتلة أرضية، أي 3-9% من الكتلة الإجمالية للمشتري.

وهذه نسبة عالية من المعدن بما يكفي لاستنتاج أن الأجسام التي يبلغ حجمها كيلومترا واحدا (الكواكب الصغيرة)، لابد أنها لعبت دورا في تكوين كوكب المشتري.

وعندما وصلت مهمة جونو الفضائية التابعة لوكالة ناسا إلى كوكب المشتري في عام 2016، ألقى العلماء نظرة على الجمال الرائع لأكبر كوكب في نظامنا الشمسي. وإلى جانب البقعة الحمراء العظيمة الشهيرة، تبين أن كوكب المشتري مليء بالأعاصير، ما يكاد يمنحه مظهرا ساحرا يشبه لوحة فان غوخ.

ومع ذلك، فإن غلاف الكوكب الموجود أسفل الطبقة المرئية الرقيقة غير واضح جيدا. وما يزال جونو قادرا على رسم صورة لنا من خلال استشعار قوة الجاذبية فوق مواقع مختلفة على كوكب المشتري. وهذا يعطي علماء الفلك معلومات حول تكوين الداخل، وهو ليس مثل ما نراه على السطح.

ووجد فريق دولي من علماء الفلك، بقيادة ياميلا ميغيل من المعهد الهولندي لبحوث الفضاء (SRON) ومرصد لايدن (Leiden Observatory)، أن الغلاف الغازي للكوكب ليس متجانسا ومختلطا جيدا كما كان يعتقد سابقا. وبدلا من ذلك ، فإنه يحتوي على تقلص أعلى للمعادن، عناصر أثقل من الهيدروجين والهيليوم، باتجاه مركز الكوكب.

وللوصول إلى استنتاجاتهم، بنى الفريق عددا من النماذج النظرية التي تلتزم بقيود المراقبة التي يقيسها جونو.

ودرس الفريق توزيع المعادن لأنه يعطيهم معلومات حول كيفية تشكل المشتري. وتبين أن المعادن لم يتم توزيعها بشكل متجانس عبر الغلاف، مع وجود المزيد في الجزء الداخلي منه في الأجزاء الخارجية.

ويصل المجموع إلى ما بين 11 و30 كتلة أرضية من المعادن. وتقول ميغيل: "هناك آليتان لعملاق غازي مثل المشتري للحصول على المعادن أثناء تكوينه: من خلال تراكم الحصى الصغيرة أو الكواكب الكبيرة. ونحن نعلم أنه بمجرد أن يصبح الكوكب الصغير كبيرا بدرجة كافية، فإنه يبدأ في إخراج الحصى. وثراء المعادن داخل كوكب المشتري الذي نراه الآن من المستحيل تحقيقه قبل ذلك. لذلك يمكننا استبعاد السيناريو باستخدام الحصى فقط كمواد صلبة أثناء تكوين كوكب المشتري. والكواكب الصغيرة أكبر من أن يتم حظرها، لذلك لا بد أنها لعبت دورا".

وتشرح ميغيل: "إن اكتشاف أن الجزء الداخلي من الغلاف الجوي يحتوي على عناصر ثقيلة أكثر من الجزء الخارجي، ما يعني أن الوفرة تتناقص إلى الخارج مع التدرج، بدلا من وجود خلط متجانس عبر الغلاف. وفي وقت سابق، اعتقدنا أن كوكب المشتري له انتقال حراري، مثل الماء المغلي، ما يجعله مختلطا تماما. ولكن النتائج التي توصلنا إليها تظهره بشكل مختلف".

المصدر: phys.org