Βαθιά κάτω από τους θυελλώδεις ουρανούς του Δία κρύβεται ένα κρίσιμο στοιχείο για το πώς σχηματίστηκαν όλοι οι πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος.
Σε μια νέα μελέτη επιστήμονες χρησιμοποίησαν προηγμένα υπολογιστικά μοντέλα για να «κοιτάξουν» κάτω από τα πυκνά, στροβιλιζόμενα σύννεφα του Δία και να απαντήσουν σε ένα ερώτημα που απασχολεί την επιστημονική κοινότητα εδώ και δεκαετίες: πόσο οξυγόνο περιέχει πραγματικά ο γίγαντας αερίων; Η μελέτη δείχνει ότι ο Δίας διαθέτει περίπου μιάμιση φορά περισσότερο οξυγόνο από τον Ήλιο γεγονός που βοηθά να εξηγηθεί όχι μόνο η προέλευσή του αλλά και η πρώιμη ιστορία του Ηλιακού Συστήματος.
«Δείχνει πραγματικά πόσα πολλά έχουμε ακόμη να μάθουμε για τους πλανήτες, ακόμη και στο ίδιο μας το ηλιακό σύστημα» δήλωσε η Τζιχιούν Γιάνγκ μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. Παρατηρήσεις που εκτείνονται σε περισσότερα από 360 χρόνια δείχνουν ότι η ατμόσφαιρα του Δία κυριαρχείται από τεράστιες και μακρόβιες καταιγίδες όπως η εμβληματική Μεγάλη Ερυθρά Κηλίδα η οποία είναι έχει έκταση μεγαλύτερη από τη Γη.
Ωστόσο η άμεση μέτρηση της βαθιάς ατμόσφαιρας του Δία είναι εξαιρετικά δύσκολη. Διαστημικές αποστολές όπως το Juno της NASA μπορούν να μελετήσουν το βαρυτικό και μαγνητικό πεδίο του πλανήτη, ενώ παλαιότερες αποστολές έχουν συλλέξει δεδομένα μόνο από τα ανώτερα στρώματα αερίων. Το οξυγόνο όμως στον Δία είναι κυρίως «κλειδωμένο» στο νερό το οποίο συμπυκνώνεται πολύ βαθιά κάτω από τα ορατά νέφη πέρα από την εμβέλεια των οργάνων που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τον πλανήτη.
Τα μοντέλα
Για να ξεπεράσουν αυτό το εμπόδιο ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Σικάγο και το Εργαστήριο Αεριώθησης της NASA (το περίφημο JPL) ανέπτυξαν τις πιο λεπτομερείς προσομοιώσεις της εσωτερικής ατμόσφαιρας του Δία. Τα μοντέλα τους συνδυάζουν την ατμοσφαιρική χημεία με την υδροδυναμική παρακολουθώντας όχι μόνο ποια μόρια υπάρχουν αλλά και πώς τα αέρια και τα σωματίδια των νεφών κινούνται μέσα στον πλανήτη με την πάροδο του χρόνου.
Αυτός ο συνδυασμός αποδείχθηκε καθοριστικός. Προηγούμενες μελέτες συχνά εξέταζαν ξεχωριστά τη χημεία και την κίνηση της ατμόσφαιρας οδηγώντας σε πολύ διαφορετικές εκτιμήσεις για την ποσότητα νερού και οξυγόνου στο Δία. Με το νέο μοντέλο φαίνεται πώς οι υδρατμοί, τα νέφη και οι χημικές αντιδράσεις αλληλεπιδρούν καθώς το υλικό κυκλοφορεί αργά από τα βαθιά, θερμά στρώματα προς τα ψυχρότερα ανώτερα επίπεδα.
Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο Δίας περιέχει περίπου 1,5 φορές περισσότερο οξυγόνο από τον Ήλιο. Αυτό υποστηρίζει θεωρίες σχηματισμού σύμφωνα με τις οποίες ο Δίας μεγάλωσε συγκεντρώνοντας παγωμένο υλικό νωρίς στην ιστορία του Ηλιακού Συστήματος, πιθανότατα κοντά ή πέρα από τη λεγόμενη «γραμμή πάγου», όπου το νερό υπήρχε άφθονο σε στερεή μορφή. Ο σχηματισμός σε τόσο μεγάλη απόσταση από τη θερμότητα του Ήλιου θα επέτρεπε στον Δία να ενσωματώσει περισσότερο υλικό πλούσιο σε οξυγόνο, παγιδευμένο σε παγωμένο νερό, απ’ ό,τι ο ίδιος ο Ήλιος.
Οι προσομοιώσεις υποδεικνύουν επίσης ότι η κυκλοφορία της βαθιάς ατμόσφαιρας του Δία είναι πιο αργή απ’ ό,τι πιστευόταν μέχρι σήμερα, με τα αέρια να χρειάζονται εβδομάδες και όχι ώρες για να μετακινηθούν μεταξύ διαφορετικών στρωμάτων. Αυτή η διαπίστωση θα μπορούσε να αλλάξει την κατανόηση των επιστημόνων για το πώς αλληλεπιδρούν η θερμότητα, οι καταιγίδες και η χημεία στο εσωτερικό του πλανήτη.
Οι πλανήτες διατηρούν χημικά «αποτυπώματα» των περιβαλλόντων μέσα στα οποία σχηματίστηκαν, λειτουργώντας σαν χρονοκάψουλες της πλανητικής ιστορίας. Η κατανόηση των συνθηκών που οδηγούν στη δημιουργία διαφορετικών τύπων πλανητών δεν διαφωτίζει μόνο την εξέλιξη του Ηλιακού Συστήματος, αλλά βοηθά και στην αναζήτηση κατοικήσιμων κόσμων πέρα από αυτό.