На Юпитере действительно может идти дождь, но увидеть его из иллюминатора не получится. Он выпадает на глубине в тысячи километров, где водород ведёт себя как металл. И сразу оговорка: гелиевый дождь правдоподобен, а «алмазный дождь на Юпитере» часто оказывается смешением разных планет.
2. Дождь без облаков
Юпитер состоит главным образом из водорода и гелия. Чем глубже мы опускаемся под видимые облака, тем выше давление и температура. Водород уплотняется и приобретает металлические свойства.
В определённых условиях гелий может хуже растворяться в водороде, отделяться в капли и погружаться глубже. Этот процесс называют гелиевым дождём или фазовым разделением водорода и гелия.
Он высвобождает гравитационную энергию: капли падают вниз, а энергия движения превращается в тепло. Такой механизм особенно важен для объяснения теплового излучения Сатурна.
3. Что происходит у Юпитера
Аппарат Galileo измерил содержание гелия в атмосфере, а модели недр связали эти данные с поведением вещества при колоссальном давлении. Некоторые расчёты и лабораторные эксперименты показывают, что разделение водорода и гелия возможно при условиях Юпитера и Сатурна.
Однако Юпитер горячее внутри, и область гелиевого дождя может быть уже или менее выражена, чем у Сатурна. Разные математические модели дают несколько отличающиеся границы процесса.
Гелиевые капли помогают объяснять химическое распределение элементов и тепловую эволюцию планеты. Это не погода в привычном смысле, а медленная перестройка глубинных слоёв.
4. А где же алмазы
Алмаз — кристаллическая форма углерода. Для «алмазного дождя» нужны богатые углеродом соединения и условия, при которых атомы углерода собираются в кристаллы. Лабораторные эксперименты действительно создавали крошечные алмазы при огромных давлениях.
Но главные кандидаты на такой процесс — Уран и Нептун. Их внутренние слои богаты водой, аммиаком и метаном; именно метан даёт необходимый углерод.
У Юпитера тоже есть метан, но планета преимущественно водородно-гелиевая. Старые гипотезы допускали образование алмазов, однако уверенно утверждать, что в Юпитере идёт алмазный дождь, нельзя.
5. Что говорит наука
Подтверждено, что в экстремальных лабораторных условиях смесь водорода и гелия может разделяться. Эксперименты поддерживают физическую возможность гелиевого дождя. Однако сам процесс ни один аппарат не сфотографировал.
Наиболее вероятно, что фазовое разделение гелия происходит в Сатурне и может идти в части недр Юпитера. Масштаб и глубина у Юпитера остаются предметом моделирования.
Для алмазов подтверждено другое: нанокристаллы образуются в опытах, имитирующих недра Урана и Нептуна. Переносить этот вывод на Юпитер без оговорок неправильно.
6. Так идут ли драгоценные осадки?
В глубинах Юпитера вполне может медленно «дождить» гелием, хотя детали уточняются. А алмазный ливень гораздо убедительнее связан с Ураном и Нептуном и на Юпитере не доказан.
Космос часто становится интереснее после снятия лишнего блеска. Поделитесь в комментариях, какую необычную погоду других миров разобрать следующей.
