Гравитационные данные, собранные космическим аппаратом «Юнона» (Juno), показывают, что ядро Юпитера менее плотное и более вытянутое, чем ожидалось. Согласно новой гипотезе, эта аномалия объясняется тем, что около 4,5 миллиардов лет назад в Юпитер врезалась крупная протопланета.

Новые модели структуры Юпитера, построенные с учётом данных «Юноны», предполагают, что масса его ядра, состоящего из тяжёлых элементов (то есть не водорода и не гелия), составляет от десяти до нескольких десятков масс Земли (5–15 % массы Юпитера), а распространены этих элементы в области, доходящей почти до половины радиуса Юпитера. «Это озадачивает. Это говорит о том, что произошло нечто, всколыхнувшее ядро, и именно здесь в игру вступает крупное столкновение, — говорит Андреа Изелла (Andrea Isella) астроном из Университета Райса в Хьюстоне. — Ведущие теории формирования планет предполагают, что Юпитер начинал как плотная, каменистая или ледяная планета, которая позже собрала свою плотную атмосферу из исконного диска газа и пыли, который породил наше Солнце».

Учёные рассмотрели различные сценарии столкновений с внешними объектами, которые могли бы вызвать необычное строение ядра Юпитера. В большинстве случаев при ударах под углом к поверхности Юпитера космическое тело окажется в гравитационной ловушке и постепенно погрузится в его ядро, а небольшие тела, сравнимые по размерам с Землёй, распадутся в плотной атмосфере Юпитера. Единственный вариант, который может привести к нынешней структуре ядра, — это лобовое столкновение с протопланетой, примерно в десять раз превосходящей по массе Землю. Расчёты показывают, что даже если такое столкновение произошло 4,5 миллиарда лет назад, тяжёлые элементы из поглощённой Юпитером протопланеты не успели бы опуститься в его ядро.

Андреа Изелла говорит, что, возможно, некоторые наблюдения, сделанные в других звёздных системах, объясняются сходными событиями: «Иногда при поиске планет у далеких звёзд наблюдают инфракрасное излучение, которое исчезает через несколько лет. Предположение заключается в том, что если вы смотрите на звезду, когда две каменистые планеты сталкиваются друг с другом и разбиваются вдребезги, там может возникнуть облако пыли, которое поглощает звёздный свет и излучает его. Итак, вы как бы видите вспышку в том смысле, что теперь у вас есть это облако пыли, которое излучает свет. И затем через некоторое время пыль рассеивается, и это излучение уходит».

Исследование опубликовано в журнале Nature.