24 oktober 2017

“Oceaan van neon maakt Saturnus warmer dan Jupiter”

interior of jupiter saturn helium neon

Klik voor een grotere versie.

Materie in het inwendige van verre planeten en sterren bestaat onder een extreme druk en temperatuur. Een deel van dit materie bestaat uit edelgassen, zoals helium en neon. Wetenschappers hebben nu de omstandigheden in het inwendige van gasplaneten nagebootst, om te zien hoe de edelgassen zich dan gedragen.

Het team heeft de edelgassen helium, neon, argon en xenon blootgesteld aan een druk van meer dan 100.000 atmosfeer (15 tot 52 gigapascal) en een temperatuur van 28.000 graden Kelvin. Onder deze omstandigheden blijken de eigenschappen van de edelgassen spectaculair te veranderen. Normaal gesproken zijn edelgassen nogal inert – ze reageren nauwelijks met andere stoffen, vandaar dat ze “edel” genoemd worden. Dat betekent dat edelgassen normaal gesproken isolatoren zijn – ze zijn nauwelijks instaat om elektronen te geleiden.

Maar wat blijkt nou? Onder de nagebootste omstandigheden van het inwendige van gasplaneten, veranderen de edelgassen van doorzichtige isolatoren in ondoorzichtige geleiders! Met andere woorden: de edelgassen gaan zich als metalen gedragen. Deze faseverandering vindt plaats onder een druk en temperatuur waarbij waterstof (het belangrijkste bestanddeel van gasplaneten) zich eveneens als een metaal gaat gedragen.

Het blijkt dat zowel bij Jupiter als Saturnus helium een isolator is nabij het oppervlak en een metaalachtige geleider nabij de kern. Verder zal het helium onder deze omstandigheden kunnen oplossen in het metaalachtige waterstof. Andere edelgassen gedragen zich echter anders. Neon wordt namelijk een metaal in de kern van Jupiter, maar blijft een isolator in de kern van Saturnus.

Dat betekent dat zich een oceaan-achtige laag van onopgeloste neon zal verzamelen rondom de kern van Saturnus, waardoor deze kern tegen erosie beschermd wordt. Bij Jupiter zal zich geen neonlaag vormen, waardoor de ijzeren kern van de planeet langzaam wordt opgelost in het omringende vloeibare waterstof (metaalachtig waterstof is altijd een vloeistof).

Dit zou een verklaring kunnen geven voor het feit dat Saturnus veel meer warmte afgeeft dan Jupiter. De erosie van een planeetkern, zoals bij Jupiter, zal leiden tot verkoeling. Dat komt doordat tijdens het mixen van materialen een deel van het dichte materiaal zal opwellen, waarbij hitte wordt omgezet in potenti

Laat wat van je horen

*