Podczas gdy na Ziemi opady przyjmują przeróżne formy wody, na innych planetach, a zwłaszcza gazowych gigantach, te potrafią być postaciami zupełnie innych substancji. Na Tytanie, księżycu Saturna, pada na przykład deszcz metanu, na Neptunie prawdopodobnie pada… diamentami, a na Jowiszu i Saturnie kroplami helu. Rzecz jasna, dotychczas nie wykryliśmy wspomnianych opadów na Neptunie czy Jowiszu bezpośrednio, bowiem nie wysłaliśmy do ich atmosfer sprzętu, który mógłby to zrobić. Ich istnienie podejrzewa się jedynie w oparciu o warunki atmosferyczne tych planet. Przynajmniej w przypadku Jowisza i Saturna występowania deszczu helu nie potwierdzono jednak nawet eksperymentalnie, aż do teraz.
Deszcz z innej planety
Uczeni z University of Rochester, Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, Lawrence Livermore National Lab oraz francuskiej Komisji ds. Energii Atomowej i Alternatywnych Źródeł Energii zdołali odtworzyć w laboratorium warunki panujące w atmosferze Jowisza. Wraz z nimi badacze odtworzyli występujący w niej deszcz helu.
W laboratorium badacze wykorzystali imadło diamentowe, by poddać mieszaninę wodoru i helu działaniu ciśnienia około 40 tysięcy razy większego niż ciśnienie ziemskiej atmosfery. Następnie naukowcy ostrzelali gazy laserem o dużej mocy, wytwarzając silne fale uderzeniowe, które jeszcze bardziej je skompresowały i dodatkowo podgrzały do temperatury wynoszącej od 4425 stopni Celsjusza do 9925 stopni Celsjusza.
Potwierdzenie przewidywań
Gdy naukowcy zbadali współczynnik odbicia sygnału lasera, odkryli oznaki tego, iż przewodnictwo elektryczne w niektórych punktach skompresowanej substancji się zmienia. Oznaczało to, iż hel i wodór się od siebie oddzieliły, co spowodowało zlepienie się helu w krople zawieszone w wodorze. Jako że hel jest nieco cięższy niż wodór, jego krople następnie zaczęły opadać w wodorze – niczym deszcz w atmosferze Jowisza, dokładnie tak, jak przewidywano.
„Nasze eksperymenty sugerują, że głęboko wewnątrz Jowisza i Saturna krople helu opadają przez ogromne morze ciekłego metalicznego wodoru.”, powiedział Gilbert Collins, główny autor pracy, w której opisano przebieg badań. „Ta praca pomoże nam dokładniej zrozumieć naturę i ewolucję Jowisza, co jest szczególnie ważne, ponieważ od dawna uważano, że Jowisz był w pewnym sensie zbieraczem kosmicznych śmieci – chroniącym, naszą planetę w Układzie Słonecznym.”
Ciekawe, czy kiedykolwiek zdołamy bezpośrednio wykryć deszcz helu w atmosferze Jowisza i Saturna. Trzymam za to kciuki.
Źródło: University of Rochester, fot. tyt. Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill