Jupiter botste mogelijk ooit frontaal met een grote protoplaneet

In 2016 kwam NASA’s Juno satelliet aan bij Jupiter om te onderzoeken hoe de binnenkant van de grootste planeet van ons zonnestelsel er uit ziet. Aan de hand van zwaartekrachtmetingen kwamen we er achter dat Jupiter’s kern niet enkel uit rots en ijs bestaat, maar dat er waterstof en helium door gemengd is. Daardoor krijg je een diffuse afscheiding met de rest van de atmosfeer. Dat was niet verwacht en astronomen zochten naar een verklaring.

Een team van Zwitserse en Chinese astronomen vermoedden dat dit iets te maken had met een inslag die Jupiter ooit te verduren heeft gehad. Dus ze besloten tienduizenden computersimulaties te draaien van inslagen met objecten van uiteenlopende grootten. Ze testten daarbij verschillende soorten impacten: van schampshotten tot frontale botsingen. Daarna keken ze wat voor resultaat dit opleverde. Niet alleen voor de kern van Jupiter, maar ook of Jupiter daarna in zijn huidige vorm gevormd had kunnen worden. Wat ze leerden, was dat als Jupiter in zijn vroege bestaan botste met een grote protoplaneet, dit miljarden jaren later nog te merken zou zijn aan een diffuse kern.

Jupiterimpact2.png
Een 3D afbeelding van Jupiter voor tijdens en na de impact. (Afbeelding: Shang-Fei Liu)

Wat voor botsing moeten we aan denken? Het artikel zegt dat de botsing plaats gehad zou moeten hebben in de periode waarbij Jupiter nog slechts 10 keer de massa van de Aarde was (Jupiter is nu 318 Aarde massa’s). Een even zo zware protoplaneet zou in een frontale botsing met Jupiter gekomen kunnen zijn. Deze botsing zou de kern kunnen hebben verpulverd, waardoor je tot op de dag van vandaag geen scherpe afscheiding tussen het rots en ijs in de kern en het waterstof en helium in de atmosfeer meer hebt.

Er zal meer onderzoek nodig zijn om deze hypothese te controleren. Maar als het waar is, dan lijkt het erop dat het vroege zonnestelsel flink wat botsingen gekend heeft. Het is waarschijnlijk hoe onze maan ontstaan is, hoe Mercurius een merkwaardige metaal-rots verhouding gekregen heeft en hoe Uranus op zijn kant is gekomen. En de auteurs van het artikel denken dat een dergelijke impact ook bepaalde kenmerken van Saturnus zou kunnen verklaren.

Bronnen:

http://nccr-planets.ch/blog/2019/08/14/giant-impact-disrupted-jupiters-core/

https://www.centauri-dreams.org/2019/08/22/giant-jovian-impact-could-explain-juno-data/

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1470-2 (paywall)

Coverafbeelding: Astrobiology Center, Japan)

Hubble schiet nieuwe foto van Jupiter

Op 27 juni maakte Hubble Space Telescope een nieuwe foto van de grootste planeet in ons zonnestelsel, Jupiter. Er was een goede reden om Jupiter weer eens te bekijken: de Grote Rode Vlek, de storm die al honderden jaren is waargenomen, wordt kleiner. En amateur astronomen namen waar dat de rode storm af leek te breken. De Grote Rode Vlek is nog echter altijd niet verdwenen. Je kunt hem met een redelijke telescoop nog altijd zien.

stsci-h-p1936a-m-1999x2000.png

 

Bronnen:

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2019/hubble-new-portrait-of-jupiter

 

Keukenzout ontdekt op Europa

De oceanen onder het ijs van Jupiter-maan Europa zou wel eens hetzelfde zout kunnen bevatten dat zich in Aardse oceanen bevindt: keukenzout ofwel natriumchloride. Astronomen hadden aan aanwijzingen dat er zich zouten bevonden op het oppervlak van Europa, maar ze konden niet achterhalen wat voor zouten het waren. Het vermoeden was dat het ging om magnesium sulfaat, dat veel gebruikt wordt als badzout. Dit zout zou afkomstig zijn van oceanen onder het ijs.

Telescopen en ruimteschepen gebruiken meestal infrarood spectrometers om te achterhalen uit welke stoffen het oppervlak van manen en planeten bestaat. Maar in infrarood is keukenzout nagenoeg onzichtbaar. Vandaar dat het niet gevonden is. Een aantal onderzoekers beslooot in het lab te kijken of keukenzout onder omstandigheden van Europa zichtbaar zou zijn in zichtbaar licht. Dat was aanvankelijk niet het geval, behalve als het een tijd bloot gesteld werd aan straling vergelijkbaar met die van de zon. Het zout krijgt dan een vale gele kleur.

Astronomen van Caltech University besloten daarom spectra van Europa te nemen in zichtbaar licht. Ze gebruikten hiervoor de Hubble Space Telescope. En inderdaad, Tara Regio, een geologisch jong gebied, bleek precies de juiste pieken van “bestraald” keukenzout te hebben.

europa_nacl_F2.large.jpg
Een kaart met absorptie voor (bestraald) keukenzout op Europa. De zwarte lijnen geven geologisch actieve gebieden aan. Credits: NASA/JPL/Björn Jónsson/Steve Albers

Waarom is deze vondst interessant? Als Europa magnesiumsulfaat had gehad, had het uit de rotsachtige kern gesijpeld kunnen zijn. Maar keukenzout wijst op hydrothermische activiteit. En daarvoor waren al eerder ook andere aanwijzingen. Dergelijke bronnen zijn een mogelijke oorsprong van leven.

Bronnen:

https://www.caltech.edu/about/news/table-salt-compound-spotted-europa

Oorspronkelijke wetenschappelijke artikel (gratis te lezen): https://advances.sciencemag.org/content/5/6/eaaw7123

Goedkopere telescoop brengt vulkanische activiteit van Io in beeld

Om het vulkanisme van Jupiter-maan Io te onderzoeken heb je een flink grote telescoop nodig, zoals de Europese Very Large Telescope in Chili of het Keck Observatory in Hawaii. Maar die telescopen zijn meestal helemaal volgeboekt met ander belangrijk astronomisch onderzoek. Ze zijn zeker niet makkelijk in te zetten om een maan van Jupiter voortdurend in de gaten te houden.

Dus bedacht astronoom Jeff Morgenthaler van de Planetary Science Instutute een andere manier. Op Aarde gaat vulkanische activiteit vaak gepaard met een hoop gas en stof. Dus hij liet een speciaal filter bouwen dat specifiek het licht van heldere objecten, zoals Jupiter, 1000 keer dimt om dat stof en gas te zien. Dit filter gebruikt hij op een telescoop met een spiegel van 35 cm, die wij amateur astronomen kennen als een C14 (Celestron met een spiegel van 14 inch). En voila: nu kan hij Io zo vaak volgen als de waarnemingscondities in Arizona het toelaten. (Een video ervan (MP4, 64 Mb) is te zien op de site van de Planetary Science Institute.)

fp_IoIO_heroic_shot

Op deze manier ontdekte hij vulkanische activiteit van Io tussen midden december 2017 en begin januari 2018. Het gas van Io’s vulkanisme vulde Jupiter’s magnetosfeer (de grootste rond een planeet bestaande structuur in ons zonnestelsel) tot begin juni.

Jeff Morgenthaler vertelde hierover op de Weekly Space Hangout van vorige week:

 

Bronnen:

http://psi.edu/news/iosodium

https://github.com/jpmorgen/IoIO (broncode voor het observatorium)