Wissenschaft Interessant Gemacht – Teil 65 – Löst sich Jupiters Kern auf?

 

 

Der felsige Kern des Jupiter löst sich möglicherweise langsam auf und reichert die Atmosphäre des größten Planeten unseres Sonnensystems so mit schweren Elementen an. Das zeigen Berechnungen eines amerikanischen Forscher-Duos.

Die beiden Wissenschaftler präsentieren ihre Theorie online in der wissenschaftlichen Datenbank arXiv.

 

Das zu den Eck-Daten des Jupiter.

 

„Gasriesen entstehen durch die Ansammlung von Wasserstoff und Helium um einen ursprünglichen Kern aus Gestein und Eis“, schreiben Hugh Wilson und Burkhard Militzer von der University of California in Berkeley.

Wenn die Kerne mehr als die zehnfache Erdmasse erreicht haben, beginnen sie mit ihrer Gravitation das Gas aus ihrer Umgebung anzuziehen. So haben Jupiter und Saturn ihre ausgedehnten Atmosphären aus Wasserstoff und Helium erhalten.

 

 

Messungen von Raumsonden deuten jedoch darauf hin, dass der Kern Jupiters weniger als die zehnfache Erdmasse auf die Waage bringt – während der Kern des kleineren Saturn das 15- bis 30-fache der Erdmasse enthält.

Außerdem enthält die Atmosphäre Jupiters deutlich mehr schwere Elemente als die Sonne, deren Zusammensetzung die des ursprünglichen Gases im jungen Sonnensystem widerspiegelt.

Im Innern von Jupiter herrschen physikalische Extreme. Der atmosphärische Druck ist rund 40 Millionen Mal höher als der irdische Luftdruck und treibt die Temperaturen in den unteren atmosphärischen Schichten bis auf 20.000 Grad Celsius über Null hoch.

Derartige Bedingungen, unter denen sich Wasserstoff wie eine Flüssigkeit verhält, lassen sich bislang im Labor nicht realisieren. Wilson und Militzer mussten daher komplexe quantenmechanische Rechnungen durchführen.

Die Berechnungen zeigen, dass sich Magnesiumoxid bei einem derart hohen Druck und Temperaturen oberhalb von 10.000 Grad Celsius in flüssigem Wasserstoff auflöst.

„Das führt zu einer erheblichen Umverteilung des felsigen Materials in Jupiter und auch in großen Exoplaneten“, so Wilson und Militzer.

Da Saturn kleiner ist als Jupiter, sind die Bedingungen in seinem Inneren nicht extrem genug, um zu einer Auflösung seines Kerns zu führen.

Die beiden Wissenschaftler sehen die Chance, dass spektroskopische Untersuchungen der Atmosphären von großen Gasplaneten bei anderen Sternen schon bald eine Überprüfung ihres Szenarios der Kernauflösung ermöglichen.

 

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