Можливо, рано в Сонячній системі юний Юпітер зіткнувся з масивним об'єктом, який розірвав його ядро і розбавив його в газоподібній оболонці великої планети. Дані космічного зонда Juno та комп'ютерне моделювання наводять на думку про це.
Реактивний потік Юпітера з вихором, який має дуже темний центр, зафіксований зондом Juno [зображення посилено Джеральдом Айхштадтом і Шоном Дораном (CC BY-NC-SA) на основі зображень, наданих NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS].
Зонд НАСА Juno досліджував з 2016 року, серед іншого, гравітаційне поле та внутрішню будову Юпітера. З їх даних випливає, що між компактним ядром і газоподібною оболонкою у його внутрішній частині немає визначеної межі: у ній також виявляються важкі елементи, у слідових кількостях навіть у верхніх шарах атмосфери, і особливо в надрах планети кришку, де явно є суміш з матеріалом серцевини.
Згідно з більшістю моделей формування планет, проте газові гіганти, досягнувши маси, приблизно в 30 разів більшої за земну, зростали завдяки швидкому накопиченню водню та газу. Частинки пилу будуть витіснені зі своїх орбіт в результаті гравітаційних взаємодій. Тому одночасне зростання за допомогою частинок і газів представляється малоймовірним.
Для пояснення важких елементів, що знаходяться в газовій оболонці, Шан-Фей Луй з китайського університету Сунь-Ятсен і його група дослідників запропонували в "Природі", що Юпітер зіткнувся з об'єктом, маса якого принаймні вдесятеро перевищує наземні, більш-менш уранові; це також могло б статися, як тільки газоподібна оболонка Юпітера майже досягла своїх нинішніх розмірів. Маючи дещо меншу масу, припливні сили Юпітера знищили б його; його єдиним наслідком було б сприяти зростанню планети. Ядра двох зірок могли б злитися і частково розвестись в газоподібному покриві Юпітера.
Моделювання показує, що газовий гігант, після фази швидкого зростання, витягнув би малі планетизимали з їх початкових орбіт, і що вони тоді зіткнулися б між собою. Це створило б об’єкти розміром з той, який повинен був вразити Юпітер. Щоб відповідати даним зонда Juno, удар повинен був нагріти ядро Юпітера приблизно до 30000 градусів і було майже лобовим. В іншому випадку воно не передало б достатньо енергії до ядра, щоб зруйнувати його. Однак прямий удар у ядро є дуже ймовірним через гравітаційну спрямованість Юпітера.
Той факт, що можливе зіткнення такої величини, також говорить про те, наскільки похилі осі обертання інших газоподібних планет: від 27 градусів на Сатурні до 98 на Урані. Це також могло бути пов'язано з великими зіткненнями, які сталися в перші дні Сонячної системи. З іншого боку, Юпітер виявляє дуже малий нахил, близько трьох градусів. На момент зіткнення газовий гігант мав занадто велику масу, щоб фрагментувати своє ядро, щоб воно "перевернулося": сліди удару зараз поховані в його глибині.
Еллен Лейстер
Довідково: "Утворення розведеного ядра Юпітера гігантським ударом", Шан-Фей-Лю та ін. in Nature 572, сторінки 355–357 (2019).