Egyre valószínűbb, hogy héliumeső esik a Szaturnuszon és Jupiteren

2021 / 05 / 28 / Bobák Zsófia
Egyre valószínűbb, hogy héliumeső esik a Szaturnuszon és Jupiteren
A hetvenes években született teória szerint a gázóriások belsejében a hidrogén és a hélium elválik egymástól, a hélium pedig eső módjára hullik az atmoszféra mélyén. Egy új kísérlet megerősítette a feltételezéseket.

Ahogy azt a többek között William Hubbard által készített tanulmányban is olvashatjuk, először 1968-ban merült fel az ötlete annak, hogy a Jupiter belsejét nem hideg és szilárd, hanem meleg és folyékony hidrogén alkotja. Stevenson és Salpeter voltak azok a kutatók, akik a hetvenes években közelebbről is elkezdték tanulmányozni a hidrogén és hélium keverékének tulajdonságait és megfigyelték, hogy hol van az a pont, ahol a két elem elkezd elválni egymástól. 1977-ben álltak elő az azóta is megalapozottnak tartott elmélettel, miszerint a Szaturnusz, és lehetséges, hogy a Jupiter belső rétegeit is folyamatosan héliumeső mossa, amely az atmoszférájuk nagy részét alkotó hidrogén-hélium keverék szeparációja után keletkezik. Ez magyarázatot ad néhány különös jelenségre a bolygókkal kapcsolatban: arra, hogy a Szaturnusz miért melegebb és fényesebb a kelleténél vagy, hogy a Jupiteren miért található kevesebb neon az elvártnál.

A Szaturnusz egy éppen kihülőben lévő gázóriás, és a megfigyelések szerint mégis melegebb és 50%-kal fényesebb, mint amilyennek a számítások alapján lennie kellene. Ennek oka, a 'héliumeső' teória szerint, hogy a bolygó belsejében lévő hatalmas nyomás és hőmérséklet miatt a légkörét kitevő 94% hidrogén és 6% hélium folyékony állapotúvá válik, majd a hidrogén a fémekhez hasonlóan elektromos vezető lesz. Egy ponton túl, további nyomás és hőmérséklet emelkedés közben, a két elem azonban elkezd kettéválni és a hélium esőcseppszerű formában távozik a bolygó közepe felé, miközben gravitációs energiát generál. Ez utóbbi lehet a szokatlan fényesség háttérben megbúvó ok.

A Jupiteren pedig a neon külső rétegekben való hiányához járul hozzá a héliumos zápor. A bolygón az elképzelések szerint, a Naprendszer keletkezésének feltételezett történéseit figyelembe véve, sokkal nagyobb mennyiségben kellene előfordulnia ennek a nemesgáznak, mint amennyi valójában található a légkörében. Mivel a héliumos "esőcseppekben" feloldódik a neongáz, ezért hozzájuk kapcsolódva ez az elem is lejjebb kerül, 10-13 ezer kilométeres magasságból egészen a belsőbb régióba, ahol már a megfigyelőeszközök számára láthatatlan. A két bolygó speciális csapadékának bizonyítását azonban nehezen lehetett kivitelezni, mivel olyan nyomás és hőmérséklet előállítására, mint ami a valóságban a bolygókon uralkodik, nem nagyon adódik lehetőség.

Az elmúlt évtizedben viszont több ízben is folytattak ezzel kapcsolatos vizsgálatokat, elsősorban a Lawrence Livermore Nemzeti Laboratóriumban (LLNL), Kaliforniában, valamint a Berkeley-n, ahol 2010-ben újfent megjósolták a Jupiter héliumesőjét, immár pontosabb modellekkel. Arra azonban akkor még nem voltak eszközeik, hogy az egészen extrém körülményeket, amelyek a gázóriás belsejét jellemzik, megalkossák a laborban. A LLNL kutatói 2015-ben gyémántsatuba (diamond anvill cell) szorították a hidrogén és hélium keverékét, majd, mikor azok már folyékony állapotba váltottak a nagy nyomáson, impulzus lézerrel tovább növelték a nyomást és a hőmérsékletet, majd sikerült megtalálni a jeleit az elemek szétválásának.

Erre a vezetőképesség növekedése utalt, amely azt jelezte, hogy a hélium távozott és csak a fémes állapotú hidrogén maradt vissza.

A mostani kísérletben, melynek eredményeit a Nature-ben publikálták, szintén a Lawrence Livermore és a Berkeley kutatói végezték el az előzőhöz nagyon hasonló vizsgálatokat, és újabb bizonyítékát találták a régi elméletnek. A gyémántsatu cellában a hidrogén és hélium vegyületet négy GPa nyomáson préselték össze, ami negyvenezerszerese a Föld atmoszférájának. Ezután tizenkét lézersugárral küldtek olyan erejű lökéshullámokat, amelyek 60 és 180 GPa közötti nyomást alakítottak ki, valamint többezer Celsius fokos forróságot. Arra, hogy a hidrogén és a hélium szeparálódott egymástól, a megfigyelésekből következtettek, amely szerint a minta reflektivitása (visszaverő képessége) nem növekedett egyenletesen. A folytonosság hiánya azt jelzi, hogy az elektromos vezetőképesség hirtelen megváltozott, aminek a hélium kiválása lehet az oka. A kutatók ezt pedig a héliumeső világos bizonyítékának tartják.

"Felfedeztük, hogy a héliumeső valóságos és a Jupiteren és Szaturnuszon is előfordulhat."

- mondta Marius Millot, a Lawrence Livermore fizikusa - "Ez lényeges segítséget nyújthat a tudósoknak ahhoz, hogy megfejtsék, hogyan formálódtak és fejlődtek ezek a bolygók, ami kritikus fontosságú lehet annak megértésében, hogy hogyan keletkezett az egész naprendszer."

(Fotó: Lawrence Livermore National Laboratory, Flickr/nasawebbtelescope , Wikimedia Commons)

További cikkek a témában:

Szuper látványos videót dobott össze a NASA a Jupiter "sekély villámairól" A bolygó körül keringő Juno űrszonda a Jupiter viharfelhőit vette célba, és olyan dolgot tárt fel, amit a csillagászok eddig lehetetlennek tartottak.
Lenyűgöző felvételeken látszik a Szaturnusz sarki fénye A Cassini űrszonda több mint két éve befejezte pályafutását, ehhez képest még jó pár izgalmas adatot és felvételt tartogat számunkra.
Árapály jelenséget figyeltek meg a Jupiter holdjainál Úgy tűnik napjainkban is rengeteg felfedezésre váró rejtély van még a Jupiter holdjai körül: egy friss kutatásból most éppen arra derült fény, hogy a holdak árapályt okozhatnak egymáson.


Gamernek keresel karácsonyi ajándékot? Mondjuk a tuti tippeket!
Ha nem szoktál játszani, akkor gamer barátodnak vagy családtagodnak karácsonyi ajándékot választani extra kihívást jelent, ezért az Acer segítségével mondunk öt tippet, amivel sikert arathatsz.
Autót vennél mostanában? Nézz bele a PLAYER AUTÓTESZT ROVATÁBA!
Minden friss és izgalmas autót kipróbálunk, amit csak tudunk, legyen az dízel vagy elektromos, olcsó vagy luxus, kétszemélyes vagy kisbusz!
A Rolls-Royce bemutatta a miniatűr atomreaktor prototípusát, amivel a jövőben akár egy holdbázist is üzemeltethetnek
A 3x1 méteres Space-Micro Reactort a múlt héten megrendezett UK Space Conference-en mutatták be a nyilvánosságnak, és a tervek szerint nagyjából 2030-ra készülhet el a végleges változata.
A “mexikói UFO-múmiák” DNS-ének 30 százaléka egy “ismeretlen fajtól” származik állítólag
A “mexikói UFO-múmiák” DNS-ének 30 százaléka egy “ismeretlen fajtól” származik állítólag
Bármit is jelentsen, hogy ismeretlen faj. Kiderült az is, hogy Neil deGrasse Tysonnak felajánlották, hogy személyesen vizsgálja meg a testeket – de ő ezt a lehetőséget visszautasította. Elmondjuk, hogy miért, és hogy ez miért jelentheti a mexikói UFO-múmia vita bizonyos fokú lezárását.
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!
Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.