科学家揭开木星氖逃跑之谜 溶解在氦雨中沉积到木星深处
标题:介绍木星外层氖缺失之谜:加州大学伯克利分校科学家的新发现
近日,加州大学伯克利分校的科学家们成功解开了一个宇宙之谜——木星外层氖的缺乏。经过深入研究,科学家们提出了一个令人惊叹的理论:在木星内部,氦凝结成水滴并像雨一样落下,同时带走了氖。
地球行星科学和天文学助理教授伯克哈特·米莉兹尔(Burkhard Militzer)解释道:“这一过程发生在土星氢气云下约一万至一万三千公里(六千至八千英里)的地方,这里的压力和温度极高,使得氢气和氦的状态变得模糊不清。它们更像是流动的混合体,而非纯粹的液体或气体。所谓的‘氦雨’,实际上是流动的氦气凝结物。”
这项推测的结果不仅为我们揭示了木星内部的奥秘,同时也为其他行星的内部模型提供了有价值的参考。米莉兹尔和其他建模小组成员,如威尔逊,已经开始使用“密度泛函理论”来预测木星内部的性质。随着木星中心的温度和压力的增加,其主要成分氢和氦会发生怎样的变化是他们关注的焦点。
尽管实验室的金刚石砧压槽试验可以模拟地核的压力,但木星中心的条件过于极端,无法在实验室中完全复现。米莉兹尔通过计算机模拟得出了一项重要结论:木星的岩石内核被厚厚的甲烷、水和氨冰所包围。这一发现进一步丰富了我们对木星内部结构的理解。
最近的建模研究还显示,氖元素只能通过一种方式从木星的外层大气中消失——那就是与氦雨一同下降。由于氖和氦非常容易结合,就像乙醇和水一样,它们在距离木星一万至一万三千公里的地方结合,那里的温度高达约五千摄氏度,大气压力是地球的十万到二十万倍。在那里,氢变为导电的金属态,但氦依然保持非金属态,不会与金属氢混合。氦就像水滴一样在木星内部自由落下。这一发现为我们理解木星的内部结构和元素循环提供了新的视角。