شكل كوكب المشتري من الداخل

شكل كوكب المشتري من الداخل معقد ولكي نفهمه يجب أن نبدأ من  الغلاف الجوي لكوكب المشتري  فهو عبارة عن جزءصغير جدًا من الكوكب، تمامًا مثل قشرة التفاح مقارنة بمحتوياتها.

شكل كوكب المشترى من الداخل

 

نظرًا لأنه لا يمكن ملاحظة أي شيء بشكل مباشر أسفل هذه الطبقة الخارجية الرقيقة، يتم استخلاص استنتاجات غير مباشرة من الأدلة من أجل تحديد تكوين كوكب المشتري من الداخل.

مواد العمل 

المواد التي يمكن لعلماء الفلك العمل بها لمعرفة شكل كوكب المشتري من الداخل  هي:

درجة حرارة الغلاف الجوي والضغط والكتلة ونصف القطر والشكل ومعدل الدوران وتوازن الحرارة واضطرابات مدارات الأقمار الصناعية ومسارات المركبات الفضائية.

من هذه المعلومات يمكن حساب الإهليلجية أو الانحراف عن الكرة الكاملة لكوكب المشتري وخروجه من الشكل الإهليلجي.

يمكن أيضًا التنبؤ بهذه الكميات الأخيرة باستخدام الأوصاف النظرية ، أو النماذج ، للتوزيع الداخلي للمواد.

يمكن بعد ذلك اختبار هذه النماذج من خلال اتفاقها مع الاكتشافات

صعوبة معرف شكل كوكب المشتري من الداخل. 

تكمن الصعوبة الأساسية في بناء نموذج يصف شكل كوكب المشتري من الداخل  بشكل مناسب في عدم وجود بيانات معملية واسعة حول خصائص الهيدروجين والهيليوم عند الضغط.

ودرجات الحرارة التي يمكن أن توجد بالقرب من مركز  أكبر كواكب المجموعة الشمسية الكوكب العملاق المشتري

درجات الحرارة 

تقدر درجة الحرارة المركزية في داخل كوكب المشتري بحوالي 25000 كلفن (44500 درجة فهرنهايت  24700 درجة مئوية) لتكون متسقة مع مصدر داخلي للحرارة يسمح للمشتري بإشعاع حوالي ضعف الطاقة التي يتلقاها من الشمس.

الضغط المركزي في حدود 50-100 مليون ضغط جوي (حوالي 50-100 ميغا بار).

في مثل هذه الضغوط الهائلة ، من المتوقع أن يكون الهيدروجين في حالة معدنية

خصائص المادة في كوكب المشتري من الداخل.

على الرغم من المشاكل المطروحة في تحديد خصائص المادة في ظل هذه الظروف القاسية، فقد تحسنت دقة النماذج بشكل كبير.

ربما كان أهم استنتاج مبكر من هذه الدراسات هو إدراك أن كوكب المشتري لا يمكن أن يتكون بالكامل من الهيدروجين.

إذا كان الأمر كذلك ، فيجب أن يكون أكبر بكثير مما هو عليه لحساب كتلته.

نسبة الهيدروجين من شكل كوكب المشتري من الداخل

من ناحية أخرى ، يجب أن يسود الهيدروجين ، ويشكل 70 في المائة على الأقل من الكوكب بالكتلة

بغض النظر عن الشكل – الغاز أو السائل أو الصلب. قام مسبار جاليليو بقياس نسبة الهيليوم بنسبة 24٪ بالكتلة في الغلاف الجوي العلوي للمشتري ، مقارنة بنسبة 28٪ المتوقعة إذا كان الغلاف الجوي له نفس تركيبة السديم الشمسي الأصلي.

نظرًا لأن الكوكب ككل يجب أن يحتوي على هذا التكوين الأصلي، فقد خلص علماء الفلك إلى أن بعض الهيليوم الذي تم إذابته في الهيدروجين السائل في باطن الكوكب قد ترسب من المحلول وغرق باتجاه مركز الكوكب تاركًا الغلاف الجوي لهذا الغاز مستنفدًا.

. تتفق النماذج الحالية على الانتقال من الهيدروجين الجزيئي إلى الهيدروجين المعدني عند ربع المسافة تقريبًا باتجاه مركز المشتري.

يجب التأكيد على أن هذا ليس انتقالًا بين سائل ومادة صلبة ، بل بين سائلين لهما خصائص كهربائية مختلفة.

في الحالة المعدنية ، لم تعد الإلكترونات مرتبطة بنواتها ، مما يعطي الهيدروجين موصلية المعدن.

لا يوجد سطح صلب في أي من هذه النماذج على الرغم من أن معظم (وليس كل) النماذج تتضمن قلبًا كثيفًا نصف قطره 0.03 – 0.1 من كوكب المشتري (0.33-1.1 نصف قطر الأرض).

مصدر الحرارة في كوكب المشتري من الداخل

لم يتم حل مصدر الحرارة الداخلية بالكامل.

يستدعي التفسير المفضل حاليًا مزيجًا من الإطلاق التدريجي للحرارة الأولية المتبقية من تكوين الكوكب وتحرير الطاقة الحرارية من ترسيب قطرات الهيليوم في باطن الكوكب العميق كما هو معروف أيضًا على زحل.

وفرة الهليوم المنخفضة في الغلاف الجوي لكوكب المشتري بالنسبة للشمس تدعم هذا الاستنتاج الأخير.

العملية الأولى هي ببساطة مرحلة التبريد لـ “الانهيار” الأصلي الذي حوّل الطاقة الكامنة إلى طاقة حرارية.

 

المصدر