科学家发现在木星内部下“氦雨” (图)

2010-03-26 20:51

在木星内部，氦凝结成水滴并像雨一样落下

据国外媒体报道，加州大学伯克利分校的科学家称，在木星内部，氦凝结成水滴并像雨一样落下。加州大学伯克利分校的科学家宣称，氦雨可以很好的解释太阳系中最大的行星木星外层氖缺乏现象。科学家认为，氖溶解在氦雨滴里，并沉积到行星深处发生再溶解，从而不断消耗木星表层的氦气和氖气。

加州大学伯克利分校地球行星科学和天文学助理教授伯克哈特·米莉兹尔(Burkhard Militzer)说：“氦雨滴形成于土星氢气云下10000公里到13000公里的地方(6000-8000英里)，这里压力和温度都很高，不能确定氢气和氦是气体或是液体。它们都是流动的，所以所谓的氦雨其实是流动的氦气凝结和氖气凝结。”

研究者的推测结果将有助于制定出木星内部模型以及其它行星的内部模型。行星内部建模已经成为热门研究领域。米莉兹尔和威尔逊都是建模小组成员，他们使用“密度泛函理论”来预测木星内部的性质，即随着木星中心的温度和压力的增加，其主要成分氢和氦发生变化。虽然金刚石砧压槽试验可以产生地核的压力，但木星中心的条件过于苛刻，以至于在试验室无法产生。200年，米莉兹尔通过计算机模拟，得出结论：木星的岩石内核被厚厚的甲烷、水和氨冰所包围。

这两个建模者已经开始最新的研究，他们的模型表明，只能通过一种方式让氖元素可能从外部大气中跑掉，就是和氦雨一起下降。因为氖和氦就像乙醇和水结合非常容易，他们的结论表明，在距离木星10000公里到13000公里的地方，温度约5000摄氏度，大气压力是地球的1万到2万倍，氢变为导电的金属，但氦还是非金属态，因此不会和金属氢混合，因此，氦就像往水中滴油一般掉落。

上述假设解释了氖从外部大气中除去的原因。米莉兹尔说：“随着氦气雨和氖气雨掉落到木星内部，木星富含氢的外壳慢慢的耗尽氖和氦，测量的两种元素的浓度和我们的结论相吻合。”

这个工作由美国宇航局和国家科学基金提供支持，劳伦斯伯克利国家实验室国家能源研究科学计算中心提供超级计算机以供研究。