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Dopo la loro formazione circa 4,6 miliardi di anni fa, i pianeti del nostro sistema solare svilupparono una struttura a strati in cui i materiali più densi affondarono sul fondo e quelli più leggeri salirono in superficie. Sebbene la Terra e Giove siano pianeti molto diversi, entrambi possiedono nuclei caldi e pesanti sotto un'enorme pressione. Gli astronomi credono che il nucleo di Giove sia costituito principalmente da materiale roccioso, mentre quello della Terra è fatto di nichel e ferro.
Dimensioni e massa
Il nucleo della Terra ha uno strato esterno di 2.200 km (1.370 miglia) di spessore e una zona interna di 1.250 km (775 miglia) di spessore. Con una densità media di circa 12.000 kg per metro cubo, il nucleo pesa 657 miliardi di miliardi di chilogrammi (724 milioni di miliardi di tonnellate). La dimensione del nucleo di Giove è meno conosciuta con precisione; si ritiene che sia circa 10-20 volte la dimensione della Terra, o circa 32.000 km (20.000 miglia) di diametro. La densità del nucleo è stimata in 25.000 kg per metro cubo, il che darebbe al nucleo di Giove una massa di 137 trilioni di trilioni di chilogrammi (151 miliardi di trilioni di tonnellate).
Composizione
Il nucleo terrestre è costituito in gran parte da nichel e ferro; la regione esterna è liquida e la parte interna è solida. La parte esterna liquida scorre attorno al nucleo interno con la rotazione della Terra, generando un campo magnetico che protegge la superficie del pianeta da alcuni tipi di radiazione solare. Sebbene il compianto autore Arthur C. Clarke abbia ipotizzato che il nucleo di Giove potrebbe essere un enorme diamante formato da una grande pressione, la maggior parte degli astronomi ritiene che sia fatto di materiale pesante e roccioso presente quando Giove fu formato per la prima volta. Immediatamente intorno al nucleo interno relativamente piccolo di Giove c'è uno strato di idrogeno di 40.000 km (25.000 miglia) di spessore, schiacciato in uno stato metallico che conduce l'elettricità. L'idrogeno agisce come un metallo solo sotto le enormi pressioni incontrate al centro del pianeta.
Pressione
La pressione al centro di un pianeta è causata dal peso di tutto il materiale sopra di esso che preme verso il basso sotto la forza di gravità. Al centro di Giove, la pressione è stimata in 100 milioni di atmosfere, o 735.000 tonnellate per pollice quadrato. In confronto, il nucleo della Terra sostiene una pressione di 3 milioni di atmosfere, o 22.000 tonnellate per pollice quadrato. Per mettere questo in prospettiva, la pressione sul fondo della Fossa delle Marianne, la parte più profonda dell'Oceano Pacifico, è una "mera" 8 tonnellate per pollice quadrato. A queste pressioni estremamente elevate, la materia assume strane proprietà; il diamante, ad esempio, può diventare una sostanza metallica liquida, raggruppandosi in giganteschi "oceani" all'interno dei pianeti più grandi.
Temperatura
Al centro della Terra, le temperature raggiungono i 5.000 gradi Celsius (9.000 gradi Fahrenheit). Gli scienziati ritengono che il calore del nucleo provenga da due fonti: antichi impatti meteorici e decadimento radioattivo. Durante la formazione della Terra, il sistema solare aveva più detriti di quanti ne abbia ora. Le meteore hanno colpito il pianeta a un ritmo molto alto; molti di questi impatti erano equivalenti a milioni di bombe all'idrogeno, lasciando la Terra in uno stato fuso per milioni di anni. Sebbene da allora la superficie si sia raffreddata, gli strati interni sono ancora liquidi o semi-liquidi. Il torio radioattivo, l'uranio e altri elementi ancora presenti nel nucleo continuano a generare grandi quantità di calore, contribuendo a mantenere caldo il centro del pianeta. Si ritiene che la temperatura interna di Giove sia di circa 20.000 gradi Celsius (36.000 gradi Fahrenheit). Giove sembra ancora contrarsi come parte del suo processo di formazione. Mentre si contrae, l'energia gravitazionale del materiale che cade verso il centro rilascia calore, contribuendo all'alta temperatura del nucleo.