Was ist im Kern von Jupiter?

Jupiter ist der fünfte Planet von der Sonne und der massereichste, was knapp 320 Erden entspricht. Der Teil des Planeten, den wir sehen können – die Wolkenspitzen – besteht zu 90 % aus Wasserstoff und zu 10 % aus Helium. Als Gasriese ähnelt Jupiters Zusammensetzung eher der Zusammensetzung von Sternen und dem Universum im Allgemeinen, im Gegensatz zu Gesteinsplaneten wie der Erde, die hauptsächlich aus schweren Elementen wie Sauerstoff, Silizium, Nickel und Eisen bestehen.

Da Jupiter der massereichste Planet ist, steht das Innere des Jupiter unter hohem Druck, was ihn sehr heiß macht. Das Innere der Jupiter besteht zu etwa 71 % aus Wasserstoff, 24 % Helium und 5 % anderen Elementen. Es wird angenommen, dass der Kern des Jupiter hauptsächlich aus Eisen besteht, dem schwersten Element, das in signifikanten Mengen im Sonnensystem vorkommt.

Wenn Sie, ausgehend von der oberen Atmosphäre, in den Kern des Jupiter reisen, könnten Sie als eine der ersten Beobachtungen einen Anstieg des Heliumgehalts mit der Tiefe machen. Ungefähr 1,000 km (621 Meilen) wird der Wasserstoff, der den größten Teil der Jupiteratmosphäre ausmacht, langsam immer dichter und erreicht schließlich eine flüssige Phase. Es wird angenommen, dass die Grenze zwischen gasförmigem und flüssigem Wasserstoff in der Jupiteratmosphäre graduell verläuft.

Noch tiefer wird der flüssige Wasserstoff genug komprimiert, um leitfähige Eigenschaften anzunehmen, und tritt in eine Phase ein, die als metallischer Wasserstoff bekannt ist. Der Kern des Jupiter ist von einer Schicht aus metallischem Wasserstoff umgeben, die sich bis zu 78% des Radius des Planeten nach außen erstreckt. Auf der Erde wird metallischer Wasserstoff erst seit etwa einer Mikrosekunde in einem Labor bei Drücken von über einer Million Atmosphären (>100 GPa oder Gigapascal) und Temperaturen von mehreren Tausend Kelvin produziert. Im Jupiter liegt metallischer Wasserstoff normalerweise in flüssiger Form vor.

An der Übergangszone zwischen normalem und metallischem Wasserstoff wird eine Temperatur von 10,000 K und ein Druck von 200 GPa angenommen. Diese Bedingungen sind bereits extremer als alle im Sonnensystem außerhalb der Gasriesen und der Sonne selbst. Unter einer extrem dicken Schicht aus metallischem Wasserstoff befindet sich der Kern des Jupiter selbst, dessen Eigenschaften nicht bekannt sind. Die Temperatur im Kern des Jupiter wird auf 36,000 K und der Druck auf etwa 3,000–4,500 GPa geschätzt. Auch wenn dies viel erscheint, ist es nicht annähernd das, was notwendig ist, um eine Sternzündung zu erreichen und den Planeten zu einem Stern zu machen. Um diese Bedingungen zu erreichen, müsste der Planet schätzungsweise 75-mal massereicher sein als heute.