На Юпитере атмосферно: учёные удивлены — как Юпитер накопил кислород, обогнав Солнце

В атмосфере Юпитера, согласно последним исследованиям, может содержаться в полтора раза больше кислорода, чем в составе Солнца. Это открытие стало возможным благодаря компьютерному моделированию химических и динамических процессов в атмосфере газового гиганта. Такие результаты опубликованы в The Planetary Science Journal и подтверждают, что газовые гиганты могут иметь значительно более сложную внутреннюю структуру, чем предполагалось ранее. Ранее аналогичные темы обсуждались в материале о том, что средняя толщина льда Европы — спутника Юпитера — составляет около 29 км, что также помогает понять состав и эволюцию Юпитера.

Структура атмосферы Юпитера

Атмосфера Юпитера состоит в основном из водорода (71%) и гелия (24%), а оставшиеся 5% занимают кислород, углерод, азот, сера и другие элементы. В её толще наблюдаются облака метана, аммиака, гидросульфида аммония и водяного пара. При этом вода расположена на значительных глубинах, что делает её трудной для изучения. Именно поэтому в 2003 году зонд "Галилео" потерял связь с Землёй, погрузившись в плотные слои атмосферы.

В верхних слоях атмосферы зафиксированы лишь следы угарного газа (СО) — основного носителя кислорода, что ранее создавало впечатление, будто кислорода в атмосфере Юпитера меньше, чем в Солнце. Однако новое моделирование опровергло эти представления.

Кислород в Солнце и Юпитере

На каждый миллион атомов водорода в Солнце приходится около 450-500 атомов кислорода. Эти элементы, как отмечают астрофизики, не образуются в звёздных термоядерных реакциях, а унаследованы из первичного вещества, из которого возникла Солнечная система. Так как Солнце формировалось 4,6 миллиарда лет назад из уже "обогащённого" материала, исследователи сравнивают его состав с данными по планетам, включая Юпитер.

Новое открытие о кислороде на Юпитере

Команда исследователей использовала в моделях реакцию, впервые описанную японским учёным Ясухиро Хидакой в 1980-х годах, где метанол (CH₃OH) взаимодействует с водородом и образует фрагменты метана и воду. Эта реакция позволяет предположить, что в глубинах атмосферы Юпитера угарный газ активно взаимодействует с водородом, создавая метанол и повышая концентрацию кислорода.

По расчётам, в нижних слоях атмосферы Юпитера кислорода может быть столько же, сколько в Солнце, или даже больше. Это открытие может объяснить многие особенности химического состава планеты, включая её насыщенность водой.

Влияние удалённости Юпитера

Юпитер находится значительно дальше от Солнца, чем Земля, и это способствует накоплению водяного льда и других летучих веществ. Эти условия могли стать причиной повышенного содержания кислорода. Такое предположение согласуется с другими исследованиями, например, где на трёх спутниках Юпитера были обнаружены подлёдные океаны, что дополнительно указывает на активное присутствие воды и кислородосодержащих соединений в системе Юпитера.

Новое понимание газовых гигантов

Результаты моделирования заставляют учёных пересмотреть прежние гипотезы о химическом составе планет-гигантов. Если Юпитер действительно обладает избыточным количеством кислорода, это может изменить представления о его формировании и химической эволюции.