Юпитер снова преподносит сюрпризы ученым. Исследования показали, что атмосфера гигантской планеты скрывает неожиданно большое количество кислорода. Ученые решили сравнить содержание этого важного элемента в Юпитере и нашем светиле — Солнце. Результаты оказались неожиданными: оказалось, что кислорода в Юпитере либо столько же, сколько в Солнце, либо даже больше!
Откуда столько кислорода?
Земляне привыкли думать, что кислород — это элемент земной коры и мантии. Ведь треть всей массы Земли составляет именно этот элемент, спрятанный в твердых породах вроде диоксида кремния и окислов железа. Но откуда тогда столько кислорода на Юпитере?
Дело в особенностях эволюции нашей звездной системы. Дело в том, что наше Солнце относится вовсе не к первым поколениям космических объектов. До появления нашего светила многие звезды успели родиться, пройти жизненные циклы, столкнуться друг с другом и взорваться. Именно эти процессы миллионы лет наполняли космос всеми известными нам элементами периодической таблицы.
Почему пропорция кислорода в Юпитере кажется странной?
Хотя абсолютное количество кислорода в Солнце намного больше, чем в любом другом космическом теле, относительно общего состава звезды (водорода и гелия) его совсем мало. И вот недавно внимание ученых привлек Юпитер. Хотя он состоит преимущественно из водорода и гелия, оставшиеся 5% массы включают разные примеси, среди которых преобладает метан (CH₄). Помимо него в атмосфере встречаются аммиак (NH₃), сероводород (H₂S), гидросульфид аммония ([NH₄]SH), ну и конечно, вода, хотя увидеть воду сквозь густые облака крайне сложно.
Американские исследователи попробовали оценить запасы кислорода иначе — через концентрацию угарного газа (CO). Его обнаружили в верхних слоях атмосферы Юпитера в небольших количествах, однако ученые уверены, что это лишь малая часть общей картины.
По словам авторов исследования, опубликованному в журнале *The Planetary Science Journal*, на глубине Юпитера CO проходит ряд сложных превращений, образуя метанол (CH₃OH). Затем вступает в дело реакция Хидаки, открытая японскими специалистами в конце прошлого века. Суть процесса проста: метанол взаимодействует с водородом, создавая метильные радикалы (CH₃) и воду.
Ученые предполагают, что аналогичное явление происходит прямо сейчас в глубоких слоях атмосферы Юпитера. То есть тот небольшой объем угарного газа, который мы видим, — это лишь вершинка огромного айсберга. Используя расчеты, астрономы пришли к выводу, что реального содержания кислорода в Юпитере значительно больше, чем считалось раньше. Концентрация достигает примерно 500–700 атомов кислорода на каждый миллион атомов водорода. Получается, кислорода в полтора раза больше, чем в фотосфере Солнца!
Что дальше?
Но тут возникает новый интересный факт: несмотря на увеличенное содержание кислорода, углерода в Юпитере почему-то еще больше — примерно втрое больше, чем кислорода. Между тем в солнечном веществе ситуация обратная: здесь кислород превалирует над углеродом.
Астрономы отмечают, что похожее соотношение характерно практически для всех крупных тел Солнечной системы, кроме разве что Сатурна. Возможно, причина кроется в неоднородности древнего протопланетного диска, из которого сформировались наши планеты. Вероятно, в области образования газовых гигантов накопились огромные количества углеродистых веществ.
Таким образом, изучение загадочной атмосферы Юпитера продолжает приносить интересные открытия, заставляя ученых переосмысливать представления о формировании и развитии нашей Солнечной системы.