Lluvia de helio dentro de hidrógeno metálico dentro de Júpiter, ¿condiciones y experimentos?
UH oh
En respuesta a que hoy es el día pi (ver también http://www.piday.org/ ), la NASA ha publicado su quinto conjunto anual de actividades del día 5 de pi en el cielo (ver también NASA va a la distancia y Celebra el Día Pi con la NASA ) .
La actividad de la NASA de este año incluye el conjunto de problemas Helium Heist: A 'Pi in the Sky' Math Challenge . A continuación se muestra una captura de pantalla recortada de la ilustración de esta versión en PDF .
La parte del texto que me pareció más llamativa es:
Se ha planteado la hipótesis de que el helio se agotó de la atmósfera superior y se transportó más profundamente al interior del planeta. La presión extrema dentro de Júpiter condensa el helio en gotitas que se forman dentro de una capa de hidrógeno metálico líquido debajo. Debido a que el helio es más denso que el hidrógeno circundante, las gotitas de helio caen como lluvia a través del hidrógeno metálico líquido.
Pregunta: Aproximadamente, ¿cuáles son la presión y la temperatura a esta profundidad en Júpiter? ¿Es este régimen accesible experimentalmente en la Tierra para confirmar que estos dos fluidos son inmiscibles, o este comportamiento es puramente teórico?
abajo: captura de pantalla recortada de aquí (NASA). Haga clic para tamaño completo.
Respuestas (1)
steve linton
Diferentes fuentes dan valores significativamente diferentes para las condiciones bajo las cuales el hidrógeno cambia de molecular a metálico. Vea la discusión en los comentarios asociados con esta pregunta . Las presiones de alrededor de 20 a 300 GPa y temperaturas muy generales alrededor de 10 000 K parecen ser las más comunes.
Los experimentos solo pueden alcanzar estas presiones, a temperaturas más bajas, para pequeños volúmenes de material, y la cuestión de si alguien ha creado hidrógeno metálico sigue siendo controvertida. Ciertamente, nadie puede hacerlo repetidamente. ( wikipedia tiene un resumen razonable de la historia) o haga lo suficiente y consérvelo durante el tiempo suficiente para verificar en qué medida, si es que hay alguno, el helio es soluble en él.
Dicho esto, analizar desde la teoría si será soluble no debería ser tan difícil, ya que tanto el hidrógeno como el helio son átomos relativamente simples. Un artículo anterior concluye que el hidrógeno estaría en o cerca del límite de la cantidad de helio que se podría disolver. Estoy seguro de que hay un trabajo reciente más preciso, pero no pude encontrarlo rápidamente.
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