新たな研究によると、木星は密度の高い岩石惑星として誕生し、45億年前に巨大な新生惑星が衝突してガス状になった可能性があるという。
水曜日にネイチャー誌に掲載された論文は、そのシナリオを描写している。太陽系の惑星が太陽を取り囲む破片の泥沼の中で形成されていた頃、地球の10倍の質量を持つ巨大な惑星の胚が原始木星に正面衝突したのだ。
論文の共著者であり、米国ライス大学の天文学助教授であるアンドレア・イセラ氏は、衝突仮説について次のように説明した。「衝突する天体は密度が高く、大きなエネルギーを帯びて飛来するため、衝突体は弾丸のように大気圏を突き抜け、中心核に正面から命中すると考えられます。」
衝突によって木星の核は砕け散り、内部の物質は分散し、現在のように木星の核は不明瞭でぼやけた状態になったと考えられます。「衝突前は、非常に密度の高い核があり、大気に囲まれていました。正面衝突によって物質が拡散し、核の密度が薄まったのです」とイセラ氏は言います。
研究者たちは、木星がかつて固体だったと考えるに十分な根拠を持っています。木星は主に水素とヘリウムで構成されていますが、より重い元素は木星の半径のほぼ半分に及ぶ広い領域に分布しているようです。これらの元素は通常、岩石惑星の形成初期段階で形成されます。では、それらはどこから来たのでしょうか？
まあ、私たちは試みましたが、科学者が天王星の冷たい環を調べたと言わずにこの見出しを書くことはできません。
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「木星の希薄な核と、おそらく重元素の濃度が高いこととの組み合わせは、標準的な惑星形成理論に疑問を投げかける」と論文には記されている。しかし、巨大な原始惑星が木星の固体核に衝突し、重元素が拡散したとすれば、この現象は説明可能である。
「ジュノーが現在測定しているものと似たようなコアの密度プロファイルをもたらした唯一のシナリオは、地球の約10倍の質量を持つ惑星の胚との正面衝突だ」と、論文の筆頭著者で中国中山大学の研究者、劉尚飛氏は述べた。
さらに計算を進めると、木星が誕生から数百万年以内に原始惑星を飲み込む確率は40%であることが示されました。地球の10倍もの質量を持つ原始惑星であれば、木星の大気圏で崩壊し、痕跡を残すでしょう。®
