13 juni 2021

Voilà! Fysici creëren Jupiter’s heliumregen in het lab

De atmosferen van gasreuzen, zoals Jupiter en Saturnus, bestaan voornamelijk uit waterstof en helium. Recent heeft een internationaal team onderzoekers van de Universiteit van Rochester e.a. een bijna 40 jaar oude voorspelling gevalideerd die stelt dat helium aldaar onder bepaalde omstandigheden vloeibare druppeltjes zou vormen en neerregenen. Echter experimenteel bewijs voor deze heliumregen ontbrak tot nu toe. Maar nu heeft een internationaal team fysici de extreme omstandigheden die heersen op de gasreuzen na weten te bootsen, en voilà, er kon heliumregen worden geproduceerd. De resultaten van dit onderzoek, waarbij een mengsel van waterstof en helium onder hoge druk werd bewerkt voor de ‘heliumregen’ is recent gepubliceerd in het wetenschappelijk journal Nature.

Jupiter. Bij de drukken en temperaturen die aanwezig zijn in de gasreus, mengen waterstof en helium die het grootste deel van de atmosfeer vormen zich niet. Dat suggereert dat diep in de atmosfeer van Jupiter, waterstof en helium zich scheiden, waarbij zich heliumdruppels vormen die dichter zijn dan de waterstof, waardoor ze neerregenen. Credits;JPL-Caltech/NASA, SwRI, MSSS/Prateek Sarpal

Het team, bestaande uit onderzoekers van de Universiteit van Rochester, UC Berkeley, het Lawrence Livermore National Lab en van de Franse Alternative Energies and Atomic Energy Commission, voerde het experiment uit in het Laboratory for Laser Energetics (LLE) aan de Universiteit van Rochester. Om te beginnen gebruikte men diamanten aambeeldcellen om een ??mengsel van waterstof en helium te comprimeren tot 4 gigapascal (GPa; ongeveer 40.000 keer de atmosfeer van de aarde). Vervolgens vuurde het team 12 zeer krachtige laserstralen van de in LLE’s Omega Laser af om sterke schokgolven te veroorzaken om het mengsel verder te comprimeren, tot een einddruk van 60-180 GPa. Hierbij liepen de temperaturen op tot tussen de 4425 °C en 9925 °C. Toen de onderzoekers de reflectiviteit van het signaal bestudeerden, vertoonde de gassen aanwijzingen dat de elektrische geleidbaarheid op bepaalde punten snel veranderde. (In een paper dat in 2011 werd gepubliceerd, stelden LLNL-wetenschappers reeds voor om veranderingen in de optische reflectiviteit te gebruiken als aanwijzing voor het ontmengingsproces). Deze veranderingen duidden erop dat het helium en waterstof uit elkaar gingen, waardoor het helium samenklonterde tot druppeltjes in de waterstof. Daar deze druppels iets zwaarder zijn, zouden ze vervolgens als regen door de atmosfeer zinken – precies zoals voorspeld. Co-auteur van de studie, Gilbert Collins stelt: “Onze experimenten suggereren dat diep in Jupiter en Saturnus heliumdruppels door een enorme zee van vloeibaar metallisch waterstof vallen.” Iets om nog eens in het achterhoofd te houden als we ooit naar Jupiter in de nachtelijke hemel turen. Helium is niet het enige ongewone weer dat in de atmosfeer van andere, ook wel buiten het zonnestelsel gelegen, planeten voorkomt. Astronomen hebben eerder bewijs gevonden van ‘buitenaardse’ regenbuien van diamant op Neptunus en wolken van robijn op exoplaneet Hat-p-7b. Bronnen: Universiteit van Rochester, SciTechDaily, NASA/JPL,Sciencenews

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.