Yaklaşık beş milyar yıl önce, görünüşe göre radikal olarak farklı şekillerde dev gaz gezegenleri Jüpiter ve Satürn oluştu.
Kaliforniya Üniversitesi Los Alamos Ulusal Laboratuarı'nda, hidrojen elementinin iki gezegende bulunanlar kadar büyük baskılara maruz kaldığı deneylere dayanarak kapsamlı bilgisayar modelleri oluşturan bir bilim adamı diyor.
Bir Fransız meslektaşıyla birlikte çalışan Los Alamos'un Uygulamalı Fizik Bölümü'nden Didier Saumon, ağır elementlerin Satürn'ün masif çekirdeğinde yoğunlaştığını belirten modeller oluştururken, aynı elementler Jüpiter'de çok az merkezi merkezi veya hiç merkezi çekirdek olmadan karıştırıldı. Bu haftanın Astrofizik Dergisinde yayınlanan çalışma, demir, silikon, karbon, azot ve oksijen gibi refrakter elementlerin Satürn'ün çekirdeğinde yoğunlaştığını, ancak Jüpiter'de yayıldığını ve farklı süreçlerle oluşturuldukları hipotezine yol açtığını gösterdi.
Saumon, hidrojenin atmosfer basıncından bir milyon kat daha büyük basınçlarda nasıl davrandığını ve gaz devlerinde bulunanlara yaklaştığını gösteren birkaç yeni şok sıkıştırma deneyinden veri topladı. Son birkaç yıl içinde ABD ulusal laboratuvarlarında ve Rusya'da gerçekleştirilen bu deneyler, ilk kez hidrojen gibi basit sıvıların durum denkleminin yüksek basınç ve yüksek yoğunlukta doğru ölçümlerine izin verdi. döteryum için iyonlaşmanın meydana geldiği bölge, ek bir nötron ile bir hidrojen atomundan yapılan izotop.
Fransa, Observatoire de la Cote d’Azur'dan T. Guillot ile birlikte çalışan Saumon, iki dev gaz gezegenin iç yapılarının yaklaşık 50.000 farklı modelini astrofizik gözlemlerin ve laboratuvar deneylerinin izin verdiği her türlü varyasyonu içeriyordu.
Saumon, “Önceki gezegen sondalarından elde edilen bazı veriler bize Satürn ve Jüpiter'de neler olduğu hakkında dolaylı bilgi verdi ve şimdi Satürn'ün yörüngesine yeni gelen Cassini misyonundan daha fazla bilgi almayı umuyoruz” dedi. “Sadece gezegensel gözlemlere uyan bilgisayar modellerini seçtik.”
Jüpiter, Satürn ve diğer dev gezegenler güneş gibi gazlardan oluşurlar: Kütle olarak yaklaşık yüzde 70 hidrojendir, geri kalanı çoğunlukla helyum ve az miktarda daha ağır elementtir. Bu nedenle, iç yapılarını hesaplamak zordu çünkü hidrojenin yüksek basınçlardaki durum denklemi tam olarak anlaşılamamıştır.
Saumon ve Guillot, bilgisayar modellerini döteryum deneylerinden elde edilen verilerle sınırladı, böylece gezegenlerin yapılarının modellerini ve bunların nasıl oluştuğunu geliştirmek için gereken merkezi bileşen olan hidrojen durumunun denklemi için önceki belirsizlikleri azalttı.
Sauton, “Döteryumun şok sıkışmasına ilişkin deneysel verilerle izin verilebilecek her türlü varyasyonu dahil etmeye çalıştık” dedi.
Modeller, ağır elementlerin toplam miktarını ve Jüpiter ve Satürn içindeki dağılımını tahmin ederek, milyarlarca yıl önce güneşin etrafında dönen bulutsunun hidrojen, helyum ve katı elementlerin birikmesiyle gezegenlerin nasıl oluştuğunu daha iyi bir şekilde gösteriyor. .
Saumon, “Satürn ve Jüpiter'in çekirdeklerinin farklı olduğuna dair genel bir anlaşma var” dedi. “Burada yeni olan bu modellerin ne kadar kapsamlı olduğu. Birçok belirsizliği ortadan kaldırmayı veya ölçmeyi başardık, bu nedenle gerçek verilerin hidrojen ve dolayısıyla refrakter metaller ve diğer elementler için düşeceği aralığa çok daha iyi güveniyoruz.
“Modellerimizin kesin olduğunu söyleyemesek de, ne kadar kesin olmadıklarını çok iyi biliyoruz,” diye ekledi.
Modellerden elde edilen bu sonuçlar Cassini tarafından alınacak ölçümlerin ve gelecekte önerilen gezegenler arası uzay problarının Jüpiter'e yönlendirilmesine yardımcı olacaktır.
Los Alamos Ulusal Laboratuvarı, ABD Enerji Bakanlığı Ulusal Nükleer Güvenlik İdaresi (NNSA) için California Üniversitesi tarafından işletilmektedir ve NNSA'nın misyonunda NNSA'yı desteklemek için NNSA’nın Sandia ve Lawrence Livermore ulusal laboratuvarları ile ortaklaşa çalışmaktadır.
Los Alamos, ABD nükleer caydırıcılığının güvenliğini ve güvenilirliğini sağlamak için bilim ve teknoloji geliştirir ve uygular; kitle imha silahları, silahların yayılması ve terörizm tehdidini azaltmak; ve savunma, enerji, çevre ve altyapıdaki ulusal sorunları çözer.
Orijinal Kaynak: Los Alamos Haber Bülteni
