Пре скоро пет милијарди година формирали су се џиновски гасовити планети Јупитер и Сатурн, очигледно на радикално различите начине.
Тако каже научник са Националне лабораторије Лос Аламос са Универзитета у Калифорнији, који је створио исцрпне рачунарске моделе засноване на експериментима у којима је елемент водоник био шокиран да притисци буду подједнако велики као и они пронађени унутар две планете.
Радећи са француским колегом, Дидиер Саумон из одсека за примењену физику из Лос Аламоса створио је моделе који утврђују да су тешки елементи концентрисани у Сатурновом масивном језгру, док су ти исти елементи помешани широм Јупитера, са врло мало или уопште нема средишњег језгра. Студија, објављена у овонедељном Астрофизичком часопису, показала је да су ватростални елементи попут гвожђа, силицијума, угљеника, азота и кисеоника концентрисани у Сатурновој језгри, али су распршени у Јупитеру, што доводи до хипотезе да су настали кроз различите процесе.
Саумон је прикупио податке из неколико недавних експеримената компресије удара који су показали како се водоник понаша под притиском милион пута већим од атмосферског притиска, приближавајући се присутнима у гасним гигантима. Ови експерименти - изведени у последњих неколико година у америчким националним лабораторијама и у Русији - први пут су дозволили тачна мерења такозване једначине стања једноставних течности, као што је водоник, у оквиру високог притиска и високе густине Подручје где се ионизација деутеријума догађа, изотоп направљен од атома водоника са додатним неутроном.
Радећи са Т. Гуиллот из Обсерватоире де ла Азурна обала у Француској, Саумон је развио око 50 000 различитих модела унутрашњих структура две огромне гасовите планете који су укључивали све могуће варијације дозвољене астрофизичким посматрањима и лабораторијским експериментима.
„Неки подаци из ранијих планетарних сонди дали су нам индиректне информације о томе шта се догађа унутар Сатурна и Јупитера, а сада се надамо да ћемо сазнати више о мисији Цассини која је управо стигла у Сатурнову орбиту“, рекао је Саумон. "Бирали смо само рачунарске моделе који одговарају планетарним осматрањима."
Јупитер, Сатурн и остале џиновске планете сачињавају гасови, попут сунца: Они су око 70 процената водоника по маси, а остатак углавном је хелијум и мале количине тежих елемената. Стога је било тешко израчунати њихове унутрашње структуре јер водоничка једнаџба стања при високим притисцима није добро схваћена.
Саумон и Гуиллот ограничили су своје рачунарске моделе подацима из експеримената са деутеријумом, смањујући тако претходне несигурности за једнаџбу стања водоника, који је централни састојак потребан за побољшање модела структура планета и њиховог формирања.
„Покушали смо да укључимо све могуће варијације које би могле да омогуће експериментални подаци о шок компресији деутеријума“, објаснио је Саумон.
Процјењујући укупну количину тешких елемената и њихову расподјелу унутар Јупитера и Сатурна, модели пружају бољу слику о томе како се планете формирају током акумулације водоника, хелијума и чврстих елемената из маглине која се вртјела око сунца милијарде година прије .
"Опште је мишљење да су језгре Сатурна и Јупитера различите", рекао је Саумон. „Оно што је ново овде је колико су ови модели исцрпни. Успели смо да елиминишемо или квантификујемо многе несигурности, тако да имамо много боље поверење у опсег у којем ће стварни подаци пасти за водоник, а самим тим и за ватросталне метале и друге елементе.
„Иако не можемо рећи да су наши модели прецизни, добро знамо колико су непрецизни“, додао је.
Ови резултати из модела помоћи ће у вођењу мерења које ће извршити Цассини и будуће предложене интерпланетарне свемирске сонде Јупитеру.
Националном лабораторијом Лос Аламоса управља Универзитет у Калифорнији за Националну управу за нуклеарну сигурност (ННСА) америчког Министарства енергетике и ради у партнерству са националним лабораторијама Сандиа и Лавренце Ливерморе у ННСА-и како би подржао ННСА у њеној мисији.
Лос Аламос развија и примењује науку и технологију како би обезбедио сигурност и поузданост америчког нуклеарног одвраћања; смањи пријетњу оружјем за масовно уништење, ширење и тероризам; и решавати националне проблеме у одбрани, енергетици, животној средини и инфраструктури.
Изворни извор: Лос Аламос Невс Релеасе
