Лазерный мир

Водород и гелий разделяются при давлениях и температурах, характерных для газового гиганта.

Атмосфера Юпитера (на фото) состоит в основном из водорода и гелия. Глубоко внутри газового гиганта гелий может образовывать падающие капли гелиевого дождя.

На Юпитер могут обрушиться брызги гелиевого дождя.

Согласно лабораторным экспериментам, опубликованным 27 мая в Nature, при давлениях и температурах внутри газового гиганта водород и гелий, составляющие основную часть его атмосферы, не смешиваются . Это говорит о том, что глубоко в атмосфере Юпитера водород и гелий разделяются, а гелий образует капли, более плотные, чем водород, вызывая их дождь ( SN: 4/19/21 ).

Мраморная внешность Юпитера — довольно знакомая территория, но все еще не ясно, что происходит далеко под верхушками облаков. Поэтому исследователи разработали эксперимент по сжатию водорода и гелия, достигнув давления, которое почти в 2 миллиона раз превышает атмосферное давление Земли, и температуры в тысячи градусов по Цельсию, сродни внутренним слоям газовых гигантов.

«Мы воспроизводим условия на планетах», — говорит физик Мариус Миллот из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии.

Милло и его коллеги зажали смесь водорода и гелия между двумя алмазами и нанесли смесь мощным лазером, чтобы сжать ее еще больше. По мере увеличения давления и температуры исследователи заметили резкое увеличение отражающей способности материала. Это говорит о том, что гелий отделялся от водорода, который в этих условиях становится жидким металлом ( SN: 8/10/16 ). При еще более высоких давлениях и температурах отражательная способность уменьшалась, что свидетельствует о том, что водород и гелий снова начали смешиваться.

Исследователи подсчитали, что водород и гелий разделятся примерно на 11 000 километров под верхними слоями облаков Юпитера на глубину примерно 22 000 километров.

Результаты могут помочь ученым объяснить наблюдения, сделанные космическими аппаратами « Галилео» ( SN: 2/18/02 ) и « Юнона» ( SN: 3/7/18 ), например, тот факт, что внешние слои атмосферы Юпитера содержат меньше гелия, чем ожидалось.

Источник: https://www.sciencenews.org/article/helium-rain-jupiter-pressure-laser-experiments-physics