Коротко — модель и что можно исключить по Juno.
Предложенная согласующаяся модель (сутью — «размытого» ядра и глубокой металлической зоной-динамой):
- Внешняя оболочка: молекулярный H–He, в основном конвективная, с некоторой He‑дифференциацией (he‑осаждение) в глубине. Глубина верхней зональной циркуляции ограничена несколькими тысячами километров.
- глубина зональных течений: $d\sim 3000\mathrm{km}$ $\approx 0.04R_J$ (то есть потоки проникают до радиуса $\sim 0.95\text{–}0.96R_J$).
- Переход в металлический водород: при давлениях порядка $P\sim 1\text{–}4\mathrm{Mbar}$, примерно при радиусах $\sim 0.85\text{–}0.9R_J$. В этой зоне электрическая проводимость высокая и формируется динамо.
- Размытoе (диффузное, «fuzzy») ядро: тяжелые элементы распределены по большой области, а не собраны в узком твёрдом ядре; градиент состава простирается до радиуса порядка
$\sim 0.2\text{–}0.6R_J$. Общая масса тяжёлых элементов оценочно
$M_Z\sim 10\text{–}40M_{\oplus }$.
- Компактное центральное ядро (если есть): невелико, типично $\lesssim 5\text{–}15M_{\oplus }$ (в зависимости от EOS и предположений).
- Динамо: работает в металлическом водороде (внутри радиуса $\lesssim 0.85\text{–}0.9R_J$), генерирует сложное, сильно неоднородное магнич. поле Juno наблюдает; над динамо может существовать тонкий стационарный/стабильный слой толщиной порядка нескольких процентов радиуса, влияющий на спектр поля.
Почему эта модель согласуется с Juno:
- Высокоточные гравитационные моменты (высокие члены $J_n$) требуют более плавного, расширенного распределения плотности (размытого ядра), а не резко концентрированной массы в узком ядре.
- Нечёткая (non‑axisymmetric, локализованная) магнитная структура и сильная локальная полярность уравновешиваются динамо в глубокой металлической зоне при наличии композитных градиентов и возможного поверхностного стабилизирующего слоя.
Гипотезы, которые текущие данные Juno позволяют с высокой степенью уверенности исключить или серьёзно ограничить:
1. "Большое острое твёрдое ядро" с большинством тяжёлых элементов, сосредоточенных внутри узкого радиуса (например $>20\text{–}30M_{\oplus }$ в компактном ядре) — несогласуется с наборами $J_n$ и моделями, подбор которых требует растянутого распределения массы.
2. Зональные течения, проникающие через всю планету до центра (глубина потоков $\sim R_J$) — гравитационные несимметрии указывают на ограниченную глубину $\sim 3000\mathrm{km}$.
3. Динамо, полностью ограниченное очень тонкой поверхностной оболочкой (молекулярный слой) — проводимость в молекулярном слое слишком мала для объяснения наблюдаемой сложной магнитной структуры; динамо должно действовать в металлическом водороде.
4. Полностью однородная, полностью адиабатическая внутренняя структура без композиционных градиентов — требуется наличие градиента по тяжёлым элементам (размытого ядра / возможной стабилизации) чтобы совместить гравитацию и магнитное поле.
Оставшиеся неопределённости и альтернативы, ещё допустимые по текущим данным:
- Точные размеры и масса компактной центральной части (если она есть) остаются неопределёнными в пределах, указанных выше.
- Толщина и реология стабильного слоя над динамо (несколько процентов радиуса) ещё не точно ограничены.
- Происхождение размытого ядра: эрозия первичного ядра или ранние мощные удары — обе гипотезы совместимы с Juno и требуют дальнейших моделирований/наблюдений.
Короткое резюме: Juno лучше всего согласуется с моделями, где большая часть тяжёлых элементов распределена в расширенной «размытой» центральной зоне ($r\sim 0.2\text{–}0.6R_J$, $M_Z\sim 10\text{–}40M_{\oplus }$), динамо действует в металлическом водороде под $\sim 0.85\text{–}0.9R_J$, а зональные течения ограничены верхними $\sim 3000\mathrm{km}$. По данным Juno можно с уверенностью отказаться от модели с единым большим компактным ядром, от глубинных потоков до центра и от исключительно поверхностного динамо.