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    Il giovane Giove è stato colpito frontalmente da un enorme pianeta appena nato

    Un rendering mostra l'effetto di un forte impatto sul nucleo di un giovane Giove, come suggerito dagli scienziati delle università Rice e Sun Yat-sen. Dicono che la collisione di circa 4,5 miliardi di anni fa potrebbe spiegare letture sorprendenti della sonda spaziale Juno della NASA. Credito:Shang-Fei Liu/Università Sun Yat-sen

    Un colossale, collisione frontale tra Giove e un pianeta ancora in formazione nel primo sistema solare, circa 4,5 miliardi di anni fa, potrebbe spiegare letture sorprendenti della sonda spaziale Juno della NASA, secondo uno studio di questa settimana sulla rivista Natura .

    Gli astronomi della Rice University e della Sun Yat-sen University in Cina affermano che il loro scenario di impatto frontale può spiegare le letture gravitazionali precedentemente sconcertanti di Giunone, il che suggerisce che il nucleo di Giove è meno denso e più esteso del previsto.

    "Questo è sconcertante, ", ha detto l'astronomo Rice e coautore dello studio Andrea Isella. "Suggerisce che è successo qualcosa che ha agitato il nucleo, ed è qui che entra in gioco l'impatto gigantesco".

    Isella ha affermato che le principali teorie sulla formazione dei pianeti suggeriscono che Giove sia iniziato come un denso, pianeta roccioso o ghiacciato che in seguito ha raccolto la sua densa atmosfera dal disco primordiale di gas e polvere che ha dato vita al nostro sole.

    Isella si è detto scettico quando l'autore principale dello studio Shang-Fei Liu ha suggerito per la prima volta l'idea che i dati potessero essere spiegati da un gigantesco impatto che ha scosso il nucleo di Giove, mescolando il contenuto denso del suo nucleo con strati meno densi sopra. Liu, un ex ricercatore post-dottorato nel gruppo di Isella, è ora membro della facoltà di Sun Yat-sen a Zhuhai, Cina.

    "Mi sembrava molto improbabile, "Ricordò Isella, "come una probabilità su un trilione. Ma Shang-Fei mi ha convinto, dal calcolo del taglio, che questo non era così improbabile."

    Il team di ricerca ha eseguito migliaia di simulazioni al computer e ha scoperto che un Giove in rapida crescita può aver perturbato le orbite dei vicini "embrioni planetari, "protopianeti che erano nelle prime fasi della formazione dei pianeti.

    Liu ha affermato che i calcoli includevano stime della probabilità di collisioni in diversi scenari e la distribuzione degli angoli di impatto. In tutti i casi, Liu e colleghi hanno scoperto che c'era almeno il 40% di possibilità che Giove inghiottisse un embrione planetario entro i suoi primi milioni di anni. Inoltre, Giove ha prodotto una "forte focalizzazione gravitazionale" che ha reso le collisioni frontali più comuni di quelle radenti.

    Isella ha affermato che lo scenario della collisione è diventato ancora più avvincente dopo che Liu ha eseguito modelli computerizzati 3D che hanno mostrato come una collisione avrebbe influenzato il nucleo di Giove.

    "Perché è denso, ed entra con molta energia, l'impattatore sarebbe come un proiettile che attraversa l'atmosfera e colpisce frontalmente il nucleo, " disse Isella. "Prima dell'impatto, hai un nucleo molto denso, circondato da atmosfera. L'impatto frontale sparge le cose, diluendo il nucleo."

    Gli impatti con un angolo radente potrebbero far sì che il pianeta impattato rimanga intrappolato gravitazionalmente e gradualmente sprofondi nel nucleo di Giove, e Liu ha detto che embrioni planetari più piccoli, massicci quanto la Terra, si disintegrerebbero nella spessa atmosfera di Giove.

    "L'unico scenario che ha portato a un profilo di densità del nucleo simile a quello che Juno misura oggi è un impatto frontale con un embrione planetario circa 10 volte più massiccio della Terra, " ha detto Liù.

    Un composto a colori a infrarossi di Giove è stato creato dalle immagini scattate dalla navicella spaziale New Horizons della NASA nel 2007. Credito:NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute/Goddard Space Flight Center

    Isella ha detto che i calcoli suggeriscono che anche se questo impatto è avvenuto 4,5 miliardi di anni fa, "potrebbero volerne ancora molti, molti miliardi di anni perché il materiale pesante si stabilizzi di nuovo in un nucleo denso nelle circostanze suggerite dal documento".

    Isella, che è anche un co-investigatore sulla base di riso, Progetto CLEVER Planets finanziato dalla NASA, ha detto che le implicazioni dello studio vanno oltre il nostro sistema solare.

    "Ci sono osservazioni astronomiche di stelle che potrebbero essere spiegate da questo tipo di evento, " Egli ha detto.

    "Questo è ancora un campo nuovo, quindi i risultati sono tutt'altro che solidi, ma poiché alcune persone hanno cercato pianeti intorno a stelle lontane, a volte vedono emissioni infrarosse che scompaiono dopo alcuni anni, "Ha detto Isella. "Un'idea è che se stai guardando una stella mentre due pianeti rocciosi si scontrano frontalmente e si frantumano, potresti creare una nuvola di polvere che assorbe la luce stellare e la riemette. Così, vedi un lampo, nel senso che ora hai questa nuvola di polvere che emette luce. E poi dopo un po' di tempo, la polvere si dissipa e quell'emissione scompare."

    La missione Juno è stata progettata per aiutare gli scienziati a comprendere meglio l'origine e l'evoluzione di Giove. La navicella spaziale, che ha lanciato nel 2011, trasporta strumenti per mappare i campi gravitazionali e magnetici di Giove e sondare le profondità del pianeta, struttura interna.

    Ulteriori coautori dello studio includono Yasunori Hori del Centro di astrobiologia del Giappone, Simon Müller e Ravit Helled dell'Università di Zurigo, Xiaochen Zheng dell'Università Tsinghua di Pechino e Doug Lin dell'Università della California, Santa Cruz, e l'Università Tsinghua di Pechino.


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