El núcleo de Júpiter es hidrógeno sólido

Estaba viendo un programa en el canal científico sobre gigantes gaseosos; hay algo que no entiendo. No soy un científico, por lo que esto puede ser obvio para algunos. Aprendí que hay tres estados de un objeto físico dado; sólido, líquido y gas dependiendo de qué tan frío o caliente esté el objeto. Un ejemplo sencillo es el hielo, el agua y el vapor de más frío a más caliente. Entonces, la teoría es que Júpiter tiene un núcleo sólido supercalentado y muy denso que está compuesto de hidrógeno. ¿Cómo un gas como el hidrógeno se vuelve sólido mientras se sobrecalienta? ¿Es que la presión es tanta que el gas se comprime en un sólido? Si es así, ¿cuánta presión se necesita para comprimir hidrógeno en un sólido? ¿Cómo juega el calor en la ecuación?

Respuestas (2)

Primero, antes de continuar, debemos entender la presión. Imagínese amontonando arena sobre usted en la playa, solo una pequeña capa, no siente mucho peso, pero a medida que se entierra más y más profundamente, siente más y más fuerza empujando hacia abajo. Esto tiene sentido, ya que tu cuerpo tiene que soportar el peso de toda la arena encima de ti.

Es exactamente lo mismo en la atmósfera de Júpiter: la capa más baja de gas tiene que soportar todo el peso del gas encima, lo que significa que el núcleo tiene una presión increíblemente grande. Los gases presurizados tienden a volverse líquidos o sólidos, piense en las latas de aire que compra para quitar el polvo, si las vierte, hay líquido adentro, porque el aire está presurizado en un fluido.

Pero también tiene razón al señalar que la compresión de fluidos tiende a calentarlos y que las cosas más calientes tienden a evaporarse/derretirse. Entonces, la pregunta es qué tendencia gana en este caso. Y para eso, la herramienta más útil que tenemos es un diagrama de fase. A continuación, tenemos uno para el dióxido de carbono. 1 (fuente: wikipedia):

Observe que, a presiones muy altas, el estado sólido es dominante, incluso cuando la temperatura es alta. De hecho, el núcleo de Júpiter tendrá una presión muy alta.

1 Tenga cuidado con los diagramas de fase del agua. En muchos sentidos, el agua es una molécula atípica. no polar H 2 es mucho más parecido a C O 2 de lo que es al agua.

El agua es rara . No se comporta en absoluto en línea con el sulfuro de hidrógeno, el seleniuro de hidrógeno o el telururo de hidrógeno debido a su naturaleza polar.
¿Me interesaría una referencia para el hecho implícitamente afirmado (a través del dibujo) de que la curva de fusión se extiende más allá de la temperatura crítica?
@ArnoldNeumaier: No sé lo suficiente sobre H 2 saber si hay alguna fase supercrítica sólido/gas. Por supuesto, tendría mucho sentido si hubiera uno.
@ArnoldNeumaier: aparentemente, la forma de la curva solo se conoce hasta gigapascales: pnas.org/content/107/29/12799/F1.expansion.html No veo un punto crítico sólido/líquido en esa curva (y parece que hay un punto de inflexión 'por encima' del límite superior del gráfico al que me vinculé), también, parece haber una quinta fase en la que el líquido a alta presión se presuriza lo suficiente como para romper el H − − H enlace en el hidrógeno, y se obtiene un líquido de H átomos

Aquí está el gráfico de fase de una sustancia que llamaremos "Unobtanium". Es similar al de Hidrógeno, aunque no exactamente igual:

Gráfico de fase de unobtanio

Como puede ver, a medida que aumenta la presión, también aumentan los puntos de ebullición y fusión; esto permite que la sustancia permanezca sólida o líquida a temperaturas mucho más altas que a la presión estándar.

El núcleo de Júpiter es hidrógeno sólido
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