В ноябре 2008 года журнал Astrophysical Journal Letters опубликовал работу, которая способна перевернуть наши представления о том, что скрывается под бурными облаками Юпитера. Группа учёных из Калифорнийского университета в Беркли построила новую модель внутреннего строения планеты-гиганта — и она серьёзно расходится с тем, что астрономы предполагали раньше.

Каменное сердце газового гиганта

Главный сюрприз касается ядра. Модель берклианцев утверждает: в центре Юпитера лежит не размытая область из плотных газов, а твёрдое ядро из скальных пород. Причём оно не одиноко — вокруг себя это каменное ядро собрало большую часть льда, который присутствует на планете. Лёд в данном случае не стоит представлять как привычный нам замёрзший H₂O. Речь идёт о смеси из водяного льда, замёрзшего метана и аммиака — эта ледяная оболочка окутывает твёрдое ядро.

А уже поверх ледяного слоя простирается знакомая толща атмосферы из водорода и гелия. Согласно модели, именно мощное гравитационное поле каменного ядра на заре Солнечной системы притянуло и удержало эту гигантскую газовую шубу.

Металлический водород без резких границ

Одна из самых интригующих деталей касается поведения водорода в недрах планеты. Давление там столь чудовищно, что водород переходит в металлическое состояние — становится электропроводным и, по сути, работает как динамо-машина, порождая мощное магнитное поле Юпитера. Этот механизм напоминает процессы, которые, как считается, разогревают недра газовых гигантов: гелиевый дождь в недрах Сатурна разогревает планету изнутри. Прежние модели рисовали этот переход как довольно резкий: есть чёткая граница, выше которой водород молекулярный, а ниже — сразу металлический.

Новая модель отказывается от этой простой картины. Она показывает постепенное увеличение доли металлического водорода по мере погружения к центру. Никакого резкого скачка — скорее плавный градиент, где проводящая фаза нарастает слой за слоем, пока не упрётся в каменное ядро.

Само же ядро, по предположению учёных, может содержать значительные количества никеля и железа. Если это так, то по составу оно напоминает планеты земной группы — ту же Землю или Меркурий. Выходит, что в сердце газового гиганта прячется мир, похожий на наш собственный.

Откуда такие выводы

Авторы не просто перебирали уравнения на бумаге. Они утверждают, что их модель гораздо лучше объясняет данные, собранные межпланетным зондом Galileo, который изучал систему Юпитера с 1995 по 2003 год. Аналогично тому, как комета ударила в кольца Сатурна в 1983 — рябь нашли 26 лет спустя, данные зондов могут десятилетиями ждать правильной интерпретации. Именно расхождения между наблюдениями Galileo и старыми теоретическими моделями заставили искать новое объяснение — и новая модель, по словам учёных, снимает многие противоречия.

Разумеется, эта работа не ставит точку. Модель Беркли имеет множество расхождений с уже существующими построениями, и научному сообществу предстоит тщательно её проверить. Но если она верна, наши учебники по планетологии ждёт серьёзная редактура. Юпитер перестаёт быть просто газовым шаром и оказывается планетой с твёрдым каменным ядром, ледяной мантией и плавно меняющейся короной из металлического водорода — конструкцией куда более сложной и землеподобной, чем можно было вообразить.