Jüpiter neredeyse tamamen hidrojen ve helyumdan oluşur. Her birinin miktarları, ilkel güneş bulutsusundaki teorik miktarlarla uyumludur.
Ama aynı zamanda daha ağır elementleri de içerir. Bu metaller Jüpiter'in küçük bir bileşeni olsa da, onların varlığı ve dağılımı gökbilimcilere çok şey anlatır.
Yeni bir araştırmaya göre, Jüpiter'in metal içeriği ve dağılımı, gezegenin gençliğinde çok sayıda kayalık gezegenimsiyi yok ettiği anlamına geliyor.
NASA'nın Juno uzay aracı Temmuz 2016'da Jüpiter'e ulaştığından ve ayrıntılı veriler toplamaya başladığından beri, Jüpiter'in oluşumu ve evrimi hakkındaki anlayışımızı değiştiriyor.
Görevin özelliklerinden biri Yerçekimi Bilimi aracıdır. Juno ve Dünyadaki Derin Uzay Ağı arasında radyo sinyalleri gönderir.
Bu araç, Jüpiter'in yerçekimi alanını ölçer ve araştırmacılara gezegenin bileşimi hakkında daha fazla bilgi verir.
Jüpiter oluştuğunda, kayalık malzeme toplayarak işe başladı. Bunu güneş bulutsularından hızlı bir gaz birikimi dönemi izledi ve milyonlarca yıl sonra Jüpiter bugünkü dev haline geldi.
Ancak kayalık yığılmanın ilk periyoduyla ilgili önemli bir soru var. Gezegenimsiler gibi daha büyük kaya kütleleri mi biriktirdi? Yoksa çakıl boyutunda malzeme mi biriktirdi? Jüpiter cevaba bağlı olarak farklı zaman ölçeklerinde oluştu.
Bu soruyu cevaplamak için yeni bir çalışma ortaya çıktı. Başyazar, Leiden Gözlemevi ve Hollanda Uzay Araştırmaları Enstitüsü'nde astrofizik yardımcı doçenti olan Yamila Miguel'dir.
Juno uzay aracının JunoCam'i sayesinde Jüpiter'in muhteşem görüntülerine alışıyoruz. Ama gördüğümüz şey çok kısıtlı bir alan. Bulutların ve fırtınaların tüm bu büyüleyici görüntüleri, gezegenin atmosferinin yalnızca 50 kilometrelik en dış katmanıdır.
Jüpiter'in oluşumunun ve evriminin anahtarı, gezegenin on binlerce kilometre derinliğindeki atmosferinde derinlere gömülüdür.
Jüpiter'in Güneş Sistemi'ndeki en eski gezegen olduğu yaygın olarak kabul edilmektedir. Ancak bilim insanları, oluşumunun ne kadar sürdüğünü bilmek istiyorlar. Makalenin yazarları, Juno'nun Yerçekimi Bilimi deneyini kullanarak gezegenin atmosferindeki metalleri araştırmak istedi.
Gezegenin atmosferinde çakıl taşlarının varlığı ve dağılımı, Jüpiter'in oluşumunu anlamada merkezi bir rol oynar ve Yerçekimi Bilimi deneyi, atmosfer boyunca çakıl dağılımını ölçtü.
Juno ve Yerçekimi Bilimi deneyinden önce, Jüpiter'in yerçekimi harmonikleri hakkında kesin bir veri yoktu.
Araştırmacılar, Jüpiter'in atmosferinin daha önce düşünüldüğü kadar homojen olmadığını buldular.
Ekip, eldeki verilerle Jüpiter'in iç dinamiklerinin modellerini oluşturdu. "Bu yazıda, Jüpiter iç modellerinin bugüne kadarki en kapsamlı ve çeşitli koleksiyonunu bir araya getiriyoruz ve onu gezegenin kabuğundaki ağır elementlerin dağılımını incelemek için kullanıyoruz" diye yazıyor.
Ekip iki set model oluşturdu. İlk set 3 katmanlı modeller, ikincisi ise seyreltik çekirdekli modellerdir.
Başyazar Miguel, "Jüpiter gibi bir gaz devinin oluşumu sırasında metal elde etmesi için iki mekanizma vardır: küçük çakıl taşlarının veya daha büyük gezegenlerin birikmesi yoluyla" dedi.
Jüpiter'in içindeki metallerin bolluğu merkezden uzaklaştıkça azalır. Bu, bilim insanlarının var olduğunu düşündüğü gezegenin derin atmosferinde konveksiyon eksikliği anlamına geliyor.
Miguel, "Daha önce, Jüpiter'in kaynar su gibi konveksiyona sahip olduğunu ve onu tamamen karıştırdığını düşündük" dedi. "Ama bizim bulgumuz farklı gösteriyor."
Yazarlar makalelerinde "Ağır element bolluğunun Jüpiter'in zarfında homojen olmadığını sağlam bir şekilde gösteriyoruz" diye yazıyorlar. "Sonuçlarımız, Jüpiter'in hidrojen-helyum zarfı büyürken, en basit enkarnasyonundaki çakıl izolasyon kütlesine dayalı tahminlerin aksine, gezegen tabanlı veya daha karmaşık hibrit modelleri tercih ederken ağır elementleri büyük miktarlarda biriktirmeye devam ettiğini ima ediyor."
Yazarlar ayrıca Jüpiter'in henüz genç ve sıcakken bile oluştuktan sonra konveksiyonla karışmadığı sonucuna varıyorlar.
Jüpiter'in durumunda, metalliğini uzaktan belirlemenin bir yolu yoktu. Sadece Juno geldiğinde bilim insanları metalikliği dolaylı olarak ölçebildiler. "Bu nedenle, ötegezegenlerdeki uzak atmosferik gözlemlerden çıkarılan metaliklikler, gezegenin toplu metalikliğini temsil etmeyebilir."
James Webb Uzay Teleskobu bilim operasyonlarına başladığında, görevlerinden biri ötegezegen atmosferlerini ölçmek ve bileşimlerini belirlemektir. Bu çalışmanın da gösterdiği gibi, Webb'in sağladığı veriler, dev gaz gezegenlerinin daha derin katmanlarında neler olduğunu yakalayamayabilir.
Bu makale ilk olarak Universe Today tarafından yayınlandı.