O întrebare surprinzător de fundamentală despre cea mai mare planetă a sistemului nostru solar a rămas fără răspuns clar până de curând: are Jupiter un nucleu solid?
Când ne gândim la sistemul solar, știm că dincolo de centura de asteroizi se întind giganții gazoși, cu Jupiter în frunte. Dar înseamnă asta că sunt formați integral din gaz? Sau, adânc în interiorul lor, se ascunde un centru solid? Așa cum există o diferență majoră între a fi mort și aproape mort, a fi compus în întregime din gaz versus în mare parte din gaz schimbă complet povestea. Până în ultimul deceniu, natura centrului lui Jupiter a fost un mister.
De secole, astronomii i-au calculat masa și dimensiunea, observând orbita sateliților săi. Astfel, au determinat o densitate medie de 1,3 ori mai mare decât a apei. Deoarece straturile exterioare sunt gaze mult mai puțin dense, era clar că interiorul planetei trebuie să ascundă ceva mult mai compact pentru a echilibra balanța.
Are Jupiter un nucleu, la fel ca Pământul?
Două teorii principale au încercat să explice formarea planetei. Modelul „de jos în sus” sugera că un nucleu solid s-a format primul, atrăgând apoi prin gravitație hidrogenul și heliul care alcătuiesc majoritatea planetei. Alternativ, modelul „de sus în jos” propunea că Jupiter s-a condensat direct dintr-un nor de gaz, similar stelelor. În acest scenariu, centrul ar fi tot mai dens din cauza presiunii colosale, dar ar rămâne compus din hidrogen și heliu lichefiate, nu solidificate.
Deși teoria nucleului solid era preferată, abia în anul 2016, odată cu sosirea misiunii Juno de la NASA, am obținut datele necesare pentru a tranșa dezbaterea. Răspunsul a fost un „da” răsunător: Jupiter are un nucleu.
Cât de mare este, de fapt, nucleul lui Jupiter?
Odată ce o întrebare a primit răspuns, au apărut imediat altele. Primele estimări plasau masa nucleului între 7 și 25 de ori masa Pământului. Dacă ar avea o compoziție și o densitate similare cu ale planetei noastre, raza sa ar fi de două-trei ori mai mare.
Totuși, datele sugerează că nucleul este mai puțin dens decât se credea. Oamenii de știință vorbesc acum despre un „nucleu diluat”, în care elemente grele sunt amestecate cu buzunare imense de hidrogen și heliu. Cât de diluat este, rămâne un subiect de dezbatere. Estimările privind dimensiunea sa variază enorm: de la o rază de trei ori mai mare decât cea a Pământului, până la o întindere ce acoperă aproape două treimi din raza totală a planetei. În acest scenariu extrem, nucleul ar fi de 7 ori mai lat decât Terra.
Când sonda Galileo a plonjat în atmosfera lui Jupiter la finalul misiunii sale, nu a ajuns suficient de adânc pentru a oferi indicii. Este puțin probabil ca viitoarele misiuni kamikaze să aibă mai mult succes. Prin urmare, tot ce știm și ce vom afla în viitorul apropiat despre acest nucleu misterios provine din interpretarea datelor indirecte, cum ar fi puternicul său câmp magnetic.
Mai putem numi Jupiter un „gigant gazos”?
Dacă Jupiter are un nucleu solid atât de masiv, de ce îl mai numim „gigant gazos” și nu o planetă solidă cu o atmosferă incredibil de densă?
Pe de o parte, denumirea este o moștenire a vremurilor de incertitudine. Pe de altă parte, chiar și în cel mai extrem scenariu, în care nucleul ocupă două treimi din raza planetei, acesta reprezintă mai puțin de o treime din volumul total. Indiferent cum am privi, Jupiter este, în cea mai mare parte, gaz.
Ca multe categorii din știință, definițiile sunt create de noi pentru a înțelege Universul. Am putea argumenta că doar nucleul este „planeta”, iar gazul din jur este o atmosferă gigantică. Însă, o astfel de perspectivă ar fi ca și cum „coada ar da din câine”, ignorând partea care constituie majoritatea volumului și, posibil, a masei. Ar fi și mai ciudat în cazul lui Saturn, care este și mai puțin dens, sugerând un nucleu mult mai mic.
Spre deosebire de Pământ, unde granița dintre suprafața solidă și atmosferă este clară, nucleul lui Jupiter este probabil înconjurat de un strat de hidrogen lichid metalic, în care atmosfera se topește treptat, fără o tranziție bruscă. Astfel, are mai mult sens să definim întreaga sferă vizibilă drept planetă, decât să ne concentrăm pe un nucleu pe care nu-l putem vedea și care, probabil, nici nu are granițe bine definite.
