Дожди из гелия и металлический водород. Ученые назвали самые большие странности планет-гигантов

Вселенная полна планет-гигантов, таких как Юпитер или Сатурн в Солнечной системе. Но изучение этих планет достаточно непростая задача. Под их красивыми облаками материя должна принимать новые и странные формы, поскольку давление там намного выше, чем где-либо на Земле, пишет Big Think.

Ученые использовали лазеры размером с футбольное поле в рамках инновационного исследования внутренних пространств планет-гигантов. Их целю было пролить свет на одну из великих загадок больших миров: откуда берется избыток энергии на планетах, а также выпадают ли там гелиевые дожди.

Юпитер и Сатурн состоят примерно на 75% из водорода и на 25% из гелия. Но поскольку обе планеты очень массивны, внутреннее давление на них достигает экстремальных показателей по мере приближения к центру газовых гигантов. Отмечается, что Юпитер и Сатурн весят в 318 и 95 раз больше Земли соответственно. При повышении давления атомы водорода и гелия настолько сжимаются, что начинают вести себя по-новому.

Под облаками на обеих планетах вначале образуется огромный жидкий океан, но если спуститься ниже – атомы водорода застывают на месте и действуют как твердый металл. Таким образом, формируется металлический водород, которого не существует в природе на Земле.

Также ученым необходимо выяснить, как водород и гелий будут смешиваться под давлением выше, чем в центре Земли.

Одна из теорий гласит, что глубоко внутри этих планет атомы водорода и гелия разделяются, как масло и вода. В таком случае, поскольку гелий тяжелее водорода, то на газовых гигантах должны идти гелиевые дожди, которые будут падать сквозь недра планет.

Трение, создаваемое гелиевым ливнем через водородное окружение, будет генерировать тепло, которое будет обнаруживаться из космоса в виде излучения.

Вот почему "гелиевый дождь" был ведущим претендентом на объяснение того, почему Сатурн излучает больше энергии, чем получает от Солнца.

Для того, чтобы проверить эту теорию, ученым нужно было воссоздать безумное давление, с которым ежедневно сталкиваются планеты-гиганты. Такое невозможно воспроизвести в обычной лаборатории, но исследователи могут воспользоваться лазерными лабораториями. В частности, в Лаборатории лазерной энергетики (LLE) в Рочестерском университете в Нью-Йорке.

Эксперимент в LLE показал, что водород и гелий не смешиваются, поэтому на Сатурне, Юпитере и других газовых гигантах идут гелиевые дожди.