Новые эксперименты предполагают, что на Юпитере возможен гелиевый дождь

В 1977 году планетологи предсказали существование слоя гелиевого дождя внутри атмосфер гигантских планет.

0 806

Юпитер, и многочисленные гигантские экзопланеты, открытые на сегодняшний день, состоят в основном из водорода и гелия. В 1977 году планетологи предсказали существование слоя гелиевого дождя внутри атмосфер таких планет. Однако достичь экспериментальных условий, необходимых для подтверждения этой гипотезы, до сих пор не удавалось.

«Мы обнаружили, что гелиевый дождь существует и может происходить как на Юпитере, так и на Сатурне», – говорит Мариус Миллот, физик из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса.

Это важно, чтобы помочь ученым-планетологам расшифровать, как эти планеты сформировались и эволюционировали, что имеет решающее значение для понимания того, как образовалась Солнечная система.

« особенно интересен, потому что считается, что он помог защитить внутренний регион солнечной системы, где образовалась Земля. Возможно, мы здесь из-за Юпитера», – добавил профессор Калифорнийского университета в Беркли Раймонд Жанло.

В своих экспериментах исследователи использовали ячейки с алмазными наковальнями для сжатия смеси водорода и гелия до 4 ГПа.

Затем они использовали 12 гигантских лучей лазерной установки Omega в лаборатории лазерной энергетики Университета Рочестера для запуска сильных ударных волн для дальнейшего сжатия образца до конечных давлений 60-180 ГПа и нагрева до нескольких тысяч градусов.

«Сочетание статического сжатия и лазерных ударов является ключом к достижению условий, сопоставимых с внутренними частями Юпитера и Сатурна, но это очень сложно», – говорят ученые.

«Нам действительно пришлось поработать над методикой, чтобы получить убедительные доказательства. Работа потребовала много лет и творческого подхода».

Используя серию сверхбыстрых диагностических инструментов, ученые измерили скорость удара, оптическую отражательную способность ударно-сжатого образца и его тепловое излучение.

Они обнаружили, что отражательная способность образца не увеличивается плавно с увеличением ударного давления.

Вместо этого они обнаружили разрывы в наблюдаемом сигнале отражательной способности, которые указывают на резкое изменение электропроводности образца, что является признаком разделения смеси гелия и водорода.

«Наша работа показывает экспериментальные доказательства давнего предсказания гелиевого дождя: существует диапазон давлений и температур, при которых эта смесь становится нестабильной и расслаивается», – говорят ученые.

«Этот переход происходит при давлении и температуре, близких к условиям, необходимым для превращения водорода в металлическую жидкость, и интуитивно понятная картина заключается в том, что водородная металлизация запускает расслоение».

Теперь исследователи планирует уточнить и распространить их на другие составы, продолжая стремиться к улучшению понимания материалов в экстремальных условиях.

Результаты были опубликованы в журнале Nature.

Войти с помощью: 
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
0
Будем рады вашим мыслям, пожалуйста, прокомментируйте.x
()
x