После своего образования около 4,6 миллиарда лет назад планеты в нашей солнечной системе сформировали слоистая структура, в которой самые плотные материалы опускались на дно, а более легкие поднимались на поверхность. Хотя Земля и Юпитер - очень разные планеты, у них обоих есть горячие и тяжелые ядра, находящиеся под огромным давлением. Астрономы считают, что ядро Юпитера состоит в основном из каменистого материала, тогда как ядро Земли состоит из никеля и железа.
Размер и масса
Ядро Земли имеет внешний слой толщиной 2200 км (1370 миль) и внутреннюю зону толщиной 1250 км (775 миль). При средней плотности около 12000 кг на кубический метр ядро весит 657 миллиардов триллионов килограммов (724 миллиона триллионов тонн). Размер ядра Юпитера известен менее точно; Считается, что она примерно в 10-20 раз больше Земли или около 32 000 км (20 000 миль) в диаметре. Плотность ядра оценивается в 25 000 кг на кубический метр, что дает ядру Юпитера массу 137 триллионов триллионов килограммов (151 миллиард триллионов тонн).
Состав
Ядро Земли состоит в основном из никеля и железа; внешняя область жидкая, а внутренняя - твердая. Жидкая внешняя часть обтекает внутреннее ядро вместе с вращением Земли, создавая магнитное поле, которое защищает поверхность планеты от определенных видов солнечного излучения. Хотя покойный автор Артур С. Кларк предположил, что ядро Юпитера могло бы быть огромным алмазом, образованным большим давлением, большинство астрономов полагают, что оно сделано из тяжелого каменистого материала, присутствующего в момент образования Юпитера. Непосредственно вокруг относительно небольшого внутреннего ядра Юпитера находится слой водорода толщиной 40 000 км (25 000 миль), сжатый в металлическое состояние, которое проводит электричество. Водород действует как металл только под огромным давлением в центре планеты.
Давление
Давление в ядре планеты возникает из-за веса всего материала над ней, давящего вниз под действием силы тяжести. В ядре Юпитера давление оценивается в 100 миллионов атмосфер, или 735 000 тонн на квадратный дюйм. Для сравнения: ядро Земли выдерживает давление в 3 миллиона атмосфер, или 22 000 тонн на квадратный дюйм. Для сравнения: давление на дне Марианской впадины, самой глубокой части Тихого океана, составляет «всего лишь» 8 тонн на квадратный дюйм. При таких чрезвычайно высоких давлениях материя приобретает странные свойства; алмаз, например, может стать жидким металлическим веществом, объединяющимся в гигантские «океаны» внутри больших планет.
Температура
В ядре Земли температура достигает 5000 градусов по Цельсию (9000 градусов по Фаренгейту). Ученые полагают, что тепло ядра исходит от двух источников: ударов древних метеоритов и радиоактивного распада. Во время формирования Земли в солнечной системе было больше обломков, чем сейчас. Метеоры падали на планету с очень высокой скоростью; многие из этих ударов были эквивалентны миллионам водородных бомб, оставивших Землю в расплавленном состоянии на миллионы лет. Хотя с тех пор поверхность остыла, внутренние слои все еще остаются жидкими или полужидкими. Радиоактивный торий, уран и другие элементы, все еще присутствующие в ядре, продолжают выделять большое количество тепла, помогая поддерживать температуру в центре планеты. Считается, что внутренняя температура Юпитера составляет около 20 000 градусов по Цельсию (36 000 градусов по Фаренгейту). Юпитер, похоже, все еще сжимается в процессе своего формирования. Когда он сжимается, гравитационная энергия материала, падающего к центру, выделяет тепло, что способствует высокой температуре ядра.