La composition de Jupiter suggère que son noyau s'est assemblé à l'extérieur de la ligne de neige N2

Résumé : L'atmosphère de Jupiter est enrichie en C, N, S, P, Ar, Kr, et Xe par rapport aux abondances solaires d'un facteur d'environ 3. Les enveloppes des géants gazeux sont principalement enrichies par la dissolution de solides dans l'atmosphère, et ce facteur d'enrichissement constant est déroutant puisque plusieurs des éléments ci-dessus ne devraient pas avoir été à l'état solide dans la zone d'alimentation de Jupiter ; plus sérieusement, Ar et le principal porteur de N, N2, ne se condensent qu'à des températures très basses, 21-26 K, associées à la nébuleuse solaire externe. Nous proposons qu'une solution plausible à l'énigme du modèle d'enrichissement uniforme de Jupiter est que le noyau de Jupiter s'est formé à l'extérieur des lignes de neige N2 et Ar, au-delà de 30 ua, ce qui a abouti à un noyau de composition solaire dans tous les volatils plus lourds que Ne. Lors de l'accrétion de l'enveloppe et du bombardement par des planetesimaux, une partie du noyau s'est mélangée avec l'enveloppe, causant le modèle d'enrichissement observé. Nous montrons que ce scénario produit naturellement la composition atmosphérique observée, même avec une pollution substantielle provenant de l'accrétion de galets pauvres en N et de planetesimaux dans la zone d'alimentation finale de Jupiter. Nous notons que la formation de noyaux géants à de grands rayons nébuleux est compatible avec les récents modèles de formation de noyaux de géants gazeux par accrétion de galets, ce qui nécessite que le noyau se forme à l'extérieur de l'emplacement actuel de Jupiter pour contrecarrer la migration rapide vers l'intérieur durant le processus de formation du noyau et de l'enveloppe. Si ce scénario est courant, la formation de noyaux de géants gazeux peut expliquer de nombreux espaces observés dans les disques protoplanétaires entre 10 s et 100 ua.