Co to jest jowiszopodobna planeta?
Jowiszopodobna planeta (Jovian planet, gazowy olbrzym, giant planet) to klasa planet o budowie zdominowanej przez wodór i hel – podobnie jak gwiazdy, lecz bez dostatecznej masy do zapłonu fuzji jądrowej. W Układzie Słonecznym do tej kategorii należą Jowisz (masa 1 MJ, promień 11,2 R_Ziemi) i Saturn (0,299 MJ, 9,45 R_Z). Uran i Neptun są zazwyczaj wydzielane jako lodowe olbrzymy (ice giants) ze względu na większy udział lodu wodnego, amoniaku i metanu. Granica między gazowym olbrzymem a brązowym karłem leży przy ok. 13 mas Jowisza – powyżej tej masy zapala sie synteza deuteru. Dolna granica to ok. 0,3 MJ – poniżej planeta klasyfikowana jest jako Neptun-podobna (sub-Jowisz).
Budowa wewnętrzna gazowego olbrzyma: brak wyraźnej powierzchni stałej – ciśnienie rośnie ku centrum, gaz stopniowo gęstnieje w ciecz i w końcu w postać metalicznego wodoru (metallic hydrogen) – wodoru pod ciśnieniem powyżej ok. 1,4 Mbar zachowującego sie jak metal (przewodzi prąd). Metaliczny wodór Jowisza generuje pole magnetyczne przez efekt dynama – pole Jowisza jest 14x silniejsze od ziemskiego. Rdzeń: prawdopodobnie zwarty rdzeń skalny/lodowy o masie 10-30 mas Ziemi. Atmosfera: pasy chmur amoniakalnych, amoniaku siarczanowego i lodu wodnego; burze planetarne (Wielka Czerwona Plama – antycyklon trwający ponad 350 lat, ostatnio kurczący sie). Gorący Jowisz: egzoplanety jowiszopodobne na krótkich orbitach (P 2000 K) mają rozerwany wodór atomowy i zjonizowane atomy metali – obserwowane przez HST i JWST w ultrafiolecie i podczerwieni. KELT-9b – najgorętszy znany egzoplanet (T ok. 4600 K, gorący niż wiele gwiazd).
Rola Jowisza w Układzie Słonecznym: hipoteza 'tarczy’ (Jupiter as shield) – masywny Jowisz chroni wewnętrzne planety przed bombardowaniem komet i asteroid przez perturbacje orbit potencjalnych impaktorów (Shoemaker-Levy 9 zderzyła sie z Jowiszem w 1994 roku – dramatyczna obserwacja). Lecz obliczenia pokazują, że Jowisz może rowniez defl_ektować komety ku wewnętrznemu Układowi Słonecznemu (destabilizacja orbit w pasie Kuipera). Formowanie gazowych olbrzymów: model akrecji jądrowej (core accretion) – szybkie uformowanie rdzenia powyżej 10 M_Z zachwyca wolny gaz z dysku; model niestabilności dysku (disk instability) – bezpośredni grawitacyjny kolaps fragmentu dysku protoplanetarnego. JWST obserwuje dyski protoplanetarne z widocznymi lukani na orbitach jowiszopodobnych – bezpośredni ślad formujących sie planet.