კალიფორნიის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის ორმა მეცნიერმა, ასტრონომმა Christopher Mankovich-მა და ასტროფიზიკოსმა Jim Fuller-მა, შემოგვთავაზეს პლანეტა სატურნის სტრუქტურის ახალი მოდელი. მათი სტატია 2021 წლის 27 აპრილს გამოჩნდა სამეცნიერო სტატიების არქივში arXiv.org და მიღებულია დასაბეჭდად ჟურნალ Nature Astronomy-ის მიერ.

ისევე როგორც მიწისძვრები ეხმარება სეისმოლოგებს დედამიწის სტრუქტურის დადგენაში, სატურნის ოსცილაციებმა შესაძლოა მის შემადგენლობაზე მოგვცეს ინფორმაცია. ოსცილაციები ცვლის სატურნის გრავიტაციულ ველს, რაც თავის მხრივ წარმოშობს ტალღებს რგოლებში - განსაკუთრებით კი C რგოლში, რომელიც პლანეტის სამი მთავარი რგოლიდან სატურნთან ყველაზე ახლოს მდებარეობს. ამ რგოლში წარმოქმნილი ტალღის ანალიზის და 2017 წლის სექტემბერში სატურნზე დაცემული კოსმოსური ხომალდის Cassini (NASA, ESA) მიერ პლანეტის გრავიტაციული ველის შესახებ მოპოვებული მონაცემების საფუძველზე, Christopher Mankovich-მა და Jim Fuller-მა დაადგინეს, რომ სატურნის ბირთვში დედამიწის მასაზე დაახლოებით 17-ჯერ მეტი ქვა და ყინულია. გარდა ამისა, ბირთვი იმდენად დიდი რაოდენობის წყალბადს და ჰელიუმს შეიცავს, რომ იგი დედამიწის მასაზე 55-ჯერ მეტი გამოდის, რაც სატურნის მასის ნახევარზე მეტს შეადგენს, რადგან ეს პლანეტა დედამიწას მასით 95-ჯერ აღემატება.

აქამდე მიღებული მოდელით, სატურნის მსგავსი გაზური გიგანტები ყალიბდებიან მზის გარშემო მოძრავი ქვებისა და ყინულის შერწყმით. აირადი ზედაპირი საშუალებას აძლევს სხვა მყარ ნივთიერებასაც ჩაიძიროს პროტო-პლანეტის ცენტრისკენ და შექმნას კომპაქტური ბირთვი. ამ თეორიის მიხედვით, მხოლოდ ამის შემდგომ იწყებს ბირთვი წყალბადისა და ჰელიუმის აკრეციას, რომლებიც მოგვიანებით პლანეტის უდიდეს ნაწილს ქმნის. მიუხედავად იმისა, რომ ეს ელემენტები დედამიწაზე გაზის სახით არიან წარმოდგენილნი, სატურნის ძლიერი გრავიტაციის პირობებში მათი დიდი ნაწილი სითხედ იქცევა.

შედარებით ახალი მოდელის მიხედვით, ეს წყალბადის და ჰელიუმის გაზები ყინულისა და ქვის ბირთვში ჯერ კიდევ 4.6 მილიარდი წლის წინ მოხვდნენ, როდესაც სატურნი ჯერ კიდევ ჩამოყალიბების ეტაპზე იყო. დამატებითი მასის შეძენასთან ერთად, ამ გაზების ხვედრითი წილი თანდათან იზრდებოდა. პლანეტოლოგი Nadine Nettelmann (გერმანიის აეროკოსმოსური ცენტრი) ამბობს, რომ Mankovich-ის და Fuller-ის ვერსია სატურნის ბირთვის ფორმირების ამ მოდელს ეთანხმება, სატურნის ცენტრში (მის უძველეს სტრუქტურაში) ყველაზე დიდი წილი სწორედ ქვასა და ყინულზე მოდის და ეს წილი ცენტრიდან პლანეტის ზედაპირისკენ არა ნახტომისებურად, არამედ მონოტონურად იკლებს. Nadine Nettelmann ფიქრობს, რომ „Mankovich-Fuller-ის თეორია საკმაოდ საინტერესო და დამაჯერებელია“, თუმცა მის დასადასტურებლად საჭიროა სატურნის რგოლების ტალღების დამატებითი ანალიზი.

რგოლებში დამზერილი ოსცილაციები ასევე მიანიშნებს, რომ სატურნის ბირთვი სტაბილურია, რადგან არასტაბილური ბირთვის მქონე პლანეტებში ადგილი აქვს ცენტრიდან ზედაპირისკენ სითბოს კონვექციას. ბირთვის სტაბილურობამ შესაძლოა ახსნას, თუ რატომ გამოყოფს სატურნი იმაზე მეტ ენერგიას, ვიდრე იგი მზისგან იღებს. ჩამოყალიბების შემდეგ სატურნი ნელ-ნელა გაცივდა, ბირთვის სტაბილურობა კი მას ამ სითბოს შენარჩუნებაში დაეხმარა. თუ ბირთვი არასტაბილური იქნებოდა და ადვილად დაკარგავდა სითბოს, მაშინ პლანეტა ბევრად ადრე გაცივდებოდა და დღეს ამდენი რაოდენობის ენერგია ვერ გამოასხივებდა.

ახალი კვლევა მნიშვნელოვანია როგორც იმის გარკვევაში, თუ როგორ ყალიბდებოდა მზის სისტემის პლანეტები, ასევე სხვა ვარსკვლავების გარშემო მბრუნავი სატურნის ტიპის პლანეტების ბუნების შესწავლაში.

წყარო:

https://www.scien...nomy-space
https://arxiv.org...2104.13385