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科学家在实验室中“重现”可能在木星出现的“氦气雨”

2021/6/2 20:23:54

据外媒New Atlas报道,科学家们在实验室里重现了木星和土星上可能出现的一些“狂野”天气。研究人员利用极高的压力和激光冲击波,制造了 “氦气雨”,据推测这些行星上可能会出现氦气。像木星和土星这样的气态巨行星的大气层主要由氢气和氦气组成。在这些条件下,科学家长期以来一直预测氦应该形成液滴并落下,但实验证据被证明是很难追踪的。

科学家在实验室中“重现”可能在木星出现的“氦气雨”

但现在,这些条件已经在实验室中重现,用它产生“氦气雨”。这要感谢罗切斯特大学、加州大学伯克利分校、美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室以及法国原子能和替代能源委员会的研究人员。

该团队首先使用一个钻石砧板电池,将氢气和氦气的混合物压缩到地球大气压力的约4万倍。然后,研究人员向这些气体发射高功率激光,产生强烈的冲击波,将它们进一步压缩,并将它们加热到4425℃和9925℃之间。

科学家在实验室中“重现”可能在木星出现的“氦气雨”

而且可以肯定的是,当研究人员研究信号的反射率时,显示出其电导率在某些点上快速变化的迹象。这意味着氦气和氢气正在分离,导致氦气在氢气中凝结成液滴。由于稍重,这些液滴将像雨一样在大气层中下沉--就像预测的那样。

“我们的实验表明,在木星和土星的深处,氦气液滴正穿过一个巨大的液态金属氢的海洋,”该研究的主要作者Gilbert Collins说。“当你下次抬头看夜空中的木星时,这是一个相当惊人的事情。这项工作将帮助我们更好地了解木星的性质和演变,这一点特别重要,因为长期以来木星一直被认为在某种程度上是一个空间垃圾收集器--在太阳系中保护我们的星球。”

科学家在实验室中“重现”可能在木星出现的“氦气雨”

氦气并不是唯一在其他行星的大气层中以雨的形式落下的不寻常的东西。天文学家此前已经发现了由岩石、钻石、红宝石、铁或氧化钛制成的外星雨滴的证据。

这项新研究发表在《自然》杂志上。


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