Пожиратель миров: Почему Юпитер намного больше других планет

4 February
17k full reads
25k story viewsUnique page visitors
17k read the story to the endThat's 71% of the total page views
3,5 minutes — average reading time
Взято с NASA, ESA, and A. Simon (NASA Goddard), edited by PlanetUser - https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/hubble-new-portrait-of-jupiter. Фото и иллюстрации взяты из открытых источников и принадлежат их авторам
Взято с NASA, ESA, and A. Simon (NASA Goddard), edited by PlanetUser - https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/hubble-new-portrait-of-jupiter. Фото и иллюстрации взяты из открытых источников и принадлежат их авторам
Взято с NASA, ESA, and A. Simon (NASA Goddard), edited by PlanetUser - https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/hubble-new-portrait-of-jupiter. Фото и иллюстрации взяты из открытых источников и принадлежат их авторам

Юпитер огромен. Настолько, что сухие цифры, описывающие его величие, ни о чём уже не говорят. Относительные мерки красноречивее. Юпитер не просто больше других планет. Он в два с лишним раза превосходит их все вместе взятые. Семьдесят процентов массы окружающих Солнце тел — от планет до пыли — это один только Юпитер.

Вопросы, почему одну из планет угораздило так разрастись, и почему ею оказался именно Юпитер, — это хорошие, правильные вопросы. Расположение и массы планет в системе не случайны. И это даже видно невооружённым глазом. По краям. Венера и Земля примерно одинаковы. То же можно сказать об Уране и Нептуне. Меркурий и Плутон выбиваются из общего ряда, но это имеет отдельные объяснения. Главное же, в центре построения наблюдается какая-то ерунда: крошечный Марс, дырка вместо планеты, колоссальный Юпитер и Сатурн — тоже не маленький.

Начинать нужно сначала — с газопылевого диска, окружавшего рождающееся Солнце . Диск — это нечто плоское. В действительности, впрочем, плоским, как кольца Сатурна, он не был, а в сечении, скорее, напоминал сигару. И, к тому же, имел не одинаковую, возрастающую к центру плотность. Неравномерно возрастающую, ибо по диску, ещё и проходила расходящаяся спиральная волна, аналогичная волне, образующейся на воде, уходящей в воронку. Вещество поглощалось Солнцем.

Когда плотность диска упала, пылинки перестали тормозиться в столкновениях, и каждая из них вышла на круговую орбиту, спираль распалась на 10 колец. Узких и плотных внутри системы, и широких, но разреженных, ближе к краю. И масса всех колец была на тот момент примерно одинаковой. Побольше в центре, где плотность вещества и занимаемый им объём оптимальным образом гармонировали, поменьше по краям. Но примерное равенство сохранялось.

Каким же образом, Юпитеру, в итоге, удалось собрать почти всё? Первый момент — это лёгкие газы. Протосолнечная туманность состояла из водорода и гелия на 98.5%. Юпитер только на 92%. А Земля на ноль процентов. Масса формирующейся планеты растёт лавинообразно: чем она выше изначально, тем больше летучих веществ будет удержано.

Но если кольца имели примерно равную массу, почему изначально Юпитер получил преимущество, позволившее ему начать собирать водород? Причиной этого была относительная удалённость, а значит и низкая температура вещества в его кольце. Если в окрестностях Земли вода присутствовала в виде пара, то в окрестностях орбиты Юпитера — в виде снега, немедленно включившегося в процесс формирования планетезималей.

Однако, это лишь часть объяснения. Кольца Сатурна, Урана и Нептуна были ещё холоднее. Там замерзали уже и тяжёлые газы, начиная с углекислоты. И потом, даже если считать только железо-каменную составляющую массы, Юпитер превосходит Землю в 10 раз. Тогда как Уран и Нептун имеют стандартные ядра примерно земной массы.

На втором этапе росту Юпитера помогло Солнце, прошедшее стадии протозвезды и молодой звезды , и «включившее» термоядерный механизм выделения энергии. Это напоминало взрыв. Внешние, холодные ещё слои хромосферы были сорваны. Солнечный ветер сдул остатки ещё не вошедших в состав планетезималей и планетоидов газа и пыли… куда смог. Сил новорождённому Солнцу хватило, чтобы доплюнуть примерно до середины системы. Таким образом, значительная часть вещества, первоначально принадлежавшего внутренним пяти кольцам, попала в состав шестого. И немножко — седьмого. Сатурну тоже кое-что перепало.

В дальнейшем шестое кольцо продолжало пополняться уже постольку, поскольку столкновения планетоидов во внутренних кольцах приводило к испарению вещества. Юпитер, в этот период существовавший лишь потенциально, — в виде пояса планетоидов размером с Нептун, — рос как на дрожжах, и успел завершить формирование первым.

Последним из бонусов к размерам Юпитера стал беззастенчивый грабёж. Став планетой в момент, когда в прочих кольцах ещё не завершилось взаимопоглощение планетоидов, и возразить его притязаниям было некому, гигант просто запустил гравитационную лапу в чужие владения и начала таскать материалы к себе. Даже если считать лишь железо и кремнезём, — остальное Юпитер забрал раньше, — ближайшее пятое кольцо — «кольцо Фаэтона » — было поглощено им практически полностью. Четвёртое — почти полностью. Остатков хватило на Марс , хотя изначальное количество условного камня в этом поясе составляло 1.5-2 земных массы. Кое-что, — но тут уж ущерб не был критичным, — Юпитер забрал и у Земли.

Другие статьи о тайнах планет