Сатурн справді масивний – майже в 100 разів більший за Землю. Попри свої вражаючі розміри, планета з кільцями поступається Юпітеру, який майже втричі масивніший. У світлі цього один астрофізик припускає, що ми не повинні вважати Сатурн справжнім газовим гігантом, а скоріше планетою, яка намагалася, але трагічно зазнала невдачі, досягти величі.
Як професійні астрономи, так і широка громадськість схильні відносити Юпітер і Сатурн до тієї ж самої приблизної категорії газових гігантських планет. Зрештою, обидві планети дуже великі, обидві мають багато газів водню і гелію, які складають основну частину їхніх атмосфер, і обидві планети знаходяться поруч одна з одною в нашій Сонячній системі.
Але глибші дослідження за допомогою космічних апаратів НАСА “Кассіні” та “Юнона” виявили суттєві відмінності між світами – наприклад, у кількості важких елементів, похованих глибоко в їхніх тілах. Крім того, Юпітер втричі масивніший за Сатурн – а це, ну, дуже важливо.
У новій статті, прийнятій до публікації в журналі Astronomy & Astrophysics Letters і доступній у вигляді препринта, Равіт Хелл, астрофізик з Центру теоретичної астрофізики і космології Цюріхського університету в Швейцарії, припускає, що в нашій Сонячній системі є лише один справжній газовий гігант: Юпітер. Уран і Нептун правильніше називати крижаними гігантами, оскільки вони складаються здебільшого з інших елементів, окрім водню і гелію. Що стосується Сатурна, то Хелл стверджує, що він не є справжнім газовим гігантом, але так і не зміг досягти цього статусу.
Вирощування гігантської планети – складна справа. Рання Сонячна система була складним еволюціонуючим місцем. Спочатку в її центрі було багато речовини, яка просто кружляла навколо Сонця, що все ще зростало. Це були переважно водень і гелій з домішками важчих елементів. Але коли молоде Сонце почало нагріватися, воно вивітрило весь водень і гелій із системи.
Це означає, що планети мають вузьке вікно можливостей для досягнення величі. Єдиний спосіб накопичити більше маси, особливо з водню і гелію, – це, ну, накопичити більше маси. Чим масивніше щось є, тим більше гравітаційне тяжіння воно матиме і тим більше матеріалу захоче приєднатися до планетарної вечірки. Але планета має зробити це швидко, до того, як Сонце здує всі легкі елементи, зупинивши ріст на своєму шляху.
Раніше дослідники припускали, що Юпітер і Сатурн грали в схожі ігри – коли обидві планети досягали певної критичної стадії, необхідної для швидкого всмоктування величезної кількості матеріалу за відносно короткий проміжок часу – але чомусь Юпітеру в цьому процесі пощастило більше.
Натомість за словами Хелла, Сатурн ніколи не мав жодного шансу. Критичний поріг, коли планета може отримати експоненціальну кількість водню і гелію, становить приблизно 100 разів більше маси Землі. Юпітер легко перевершує цей показник, а це означає, що він придбав левову частку матеріалу в зовнішній Сонячній системі ще до того, як Сонце його здуло.
Уран і Нептун також були надто малими, щоб досягти такого успіху. А Сатурн знаходиться якраз у перехідній зоні. Якби він був хоч трохи більшим, то міг би позмагатися з Юпітером за звання найбільшої планети Сонячної системи.
Натомість Сатурн застряг. Він став достатньо великим, щоб притягнути до себе значну кількість водню і гелію силою гравітації, але не настільки, щоб запустити цей процес і дати йому справжній поштовх. Отже, за всіма ознаками, Сатурн – це невдалий газовий гігант, каже Хелл.
Це означає, що, попри поверхневу схожість, Юпітер і Сатурн еволюціонували абсолютно різними шляхами, що пояснює їхні глибинні відмінності. Різниця в тому, як розвивалися ці два світи, може допомогти нам зрозуміти не лише те, як розвивалася наша власна Сонячна система, але й те, як виникли зоряні системи в усій галактиці.
Читайте також:
Leave a Reply