Saturn: Helium Rain

16. 11. 2023
V międzynarodowa konferencja egzopolityki, historii i duchowości

Przy pomocy jednego z najpotężniejszych laserów na świecie fizykom udało się znaleźć kolejne dowody na istnienie pęków helu na Saturnie. Gilbert Collins z Lawrence Livermore National Laboratory w Kalifornii poinformował o tym na stronie internetowej Science News podczas spotkania Amerykańskiej Unii Geofizycznej w San Francisco 15 grudnia.

Deszcz na Saturnie to zjawisko, w wyniku którego mieszanina ciekłego wodoru i helu rozdziela się podobnie jak w przypadku rozdzielania się składników w emulsji wody i oleju. Hel z górnych warstw migruje do niższych warstw, co objawia się deszczem na Saturnie. Wyniki naukowców pokazały zakresy temperatur i ciśnienia, w których występuje deszcz.

Teorie z połowy lat 70. XX wieku przewidywały występowanie pęków helu na Saturnie, ale nie zostały one jeszcze zbadane eksperymentalnie. W tym celu naukowcy z Laboratorium Energetyki Laserowej na Uniwersytecie Rochester w Nowym Jorku przeprowadzili symulację warunków panujących wewnątrz Saturna. Za pomocą lasera OMEGA fizycy zmusili mieszaninę wodoru i helu umieszczoną pomiędzy dwoma diamentami do rozdzielenia się na ciekły hel.

Udało im się to osiągnąć poprzez sprasowanie mieszaniny falą uderzeniową z diamentów, które poddano działaniu promieniowania laserowego. W rezultacie w mieszaninie pojawiły się struktury o określonych gęstościach i temperaturach, których pozyskanie i opis było dużym osiągnięciem naukowców. Według nich osiągnięcie tego wyniku zajęło 5 lat eksperymentów i wymagało 300 strzałów laserowych.

Oddzielenie wodoru i helu (przejście fazowe w przedziałach temperatur od 3 tys. do 30 tys. Kelwinów i ciśnienia od 30 do 300 gigapaskali) może nastąpić w krótszym czasie, niż pierwotnie sądzili fizycy. Oznaczałoby to, że można założyć, że roje helu mogą wystąpić nie tylko na Saturnie, ale także na jego gorętszym sąsiadu, gazowym olbrzymie Jowiszu.

Niektórzy naukowcy są zdania, że ​​należy dokładniej przyjrzeć się badaniom fizyków. Sarah Stewart z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis zwróciła uwagę, że pęki helu na Saturnie można modelować za pomocą eksperymentów na Z-Machine. David Stevenson zajmujący się teorią pęków helu przewiduje, że sonda Juno (Jupiter Polar Orbiter) pomoże wyjaśnić pęki na tym gazowym olbrzymie, gdy w 2016 roku dotrze on na orbitę Jowisza.

Podobne artykuły