거의 50 억 년 전, 거대한 가스 행성 인 목성과 토성은 완전히 다른 방식으로 형성되었습니다.
캘리포니아 대학의 로스 알 라모스 국립 연구소 (Los Alamos National Laboratory)의 한 과학자는 수소 원소가 두 행성 내부에서 발견되는 것만 큼 큰 압력에 충격을받는 실험을 기반으로 철저한 컴퓨터 모델을 만들었다 고 말합니다.
Los Alamos의 응용 물리학과 디디에 사몬 (Didier Saumon)은 프랑스 동료와 함께 무거운 원소가 토성의 거대한 코어에 집중되어 있고 동일한 원소가 중앙 코어가 거의 없거나 전혀없는 목성 전체에 혼합되어 있다는 모델을 만들었습니다. 이번 주 천체 물리학 저널에 발표 된이 연구는 철, 규소, 탄소, 질소 및 산소와 같은 내화 요소가 토성의 중심에 집중되어 있지만 목성에 확산되어 다른 과정을 통해 형성되었다는 가설을 제시합니다.
Saumon은 최근 몇 차례의 충격 압축 실험에서 데이터를 수집하여 수소가 대기압보다 백만 배 더 큰 압력에서 거대 가스에 존재하는 압력에 접근하는 방식을 보여주었습니다. 지난 몇 년간 미국 국립 연구소와 러시아에서 수행 된이 실험은 고압 및 고밀도 내에서 수소와 같은 간단한 유체의 상태 방정식에 대한 정확한 측정을 처음으로 허용했습니다. 중수소에 대한 이온화가 발생하는 영역, 추가 중성자를 갖는 수소 원자로 이루어진 동위 원소.
Saumon은 프랑스 Observatoire de la Cote d' Azur의 T. Guillot와 함께 천체 관측 및 실험실 실험에 의해 허용되는 모든 가능한 변형을 포함하는 두 개의 거대한 기체 행성의 내부 구조에 대한 약 50,000 가지 모델을 개발했습니다.
Saumon은“이전 행성 탐사선의 일부 데이터는 토성과 목성 내부에서 일어나는 일에 대한 간접적 인 정보를 제공했으며, 이제 우리는 토성의 궤도에 도착한 Cassini 임무에서 더 많은 것을 배우기를 희망하고 있습니다. "우리는 행성 관측에 맞는 컴퓨터 모델 만 선택했습니다."
목성, 토성 및 기타 거대한 행성은 태양과 같은 가스로 구성됩니다. 그들은 질량에 의해 약 70 %의 수소이며 나머지는 대부분 헬륨과 소량의 무거운 원소입니다. 따라서 고압에서 수소의 상태 방정식이 잘 이해되지 않았기 때문에 내부 구조를 계산하기가 어려웠습니다.
Saumon과 Guillot은 중수소 실험에서 얻은 데이터로 컴퓨터 모델을 제약함으로써, 수소 상태 방정식에 대한 이전의 불확실성을 줄였습니다. 이는 행성의 구조 모델과 모델 형성 방법을 개선하는 데 필요한 중심 성분입니다.
Saumon은“중수소 충격 압축 실험 데이터에서 허용 할 수있는 모든 변형을 포함 시키려고 노력했다.
모델은 목성과 토성 내부의 무거운 원소의 총량과 분포를 추정함으로써 수십억 년 전에 태양 주위를 소용돌이 치는 성운의 수소, 헬륨 및 고체 원소의 축적을 통해 행성이 어떻게 형성되었는지 더 잘 보여줍니다. .
Saumon은“Saturn과 Jupiter의 핵심이 다르다는 일반적인 동의가있었습니다. “새로운 기능은이 모델이 얼마나 철저한가입니다. 우리는 많은 불확실성을 제거하거나 정량화하여 실제 데이터가 수소, 내화성 금속 및 기타 원소에 해당하는 범위에 대해 훨씬 더 나은 확신을 얻었습니다.
"모델이 정확하다고 말할 수는 없지만 모델이 얼마나 부 정확한지 잘 알고 있습니다."
이 모델의 결과는 Cassini와 미래에 제안 된 행성 간 우주 탐사선이 목성을 측정 할 수 있도록 안내합니다.
Los Alamos National Laboratory는 미국 에너지 부 (National Department of Energy)의 NNSA (National Nuclear Security Administration)를 위해 캘리포니아 대학 (University of California)에 의해 운영되며 NNSA의 사명에있어 NNSA를 지원하기 위해 NNSA의 Sandia 및 Lawrence Livermore 국립 연구소와 협력하고 있습니다.
Los Alamos는 미국 핵 억제의 안전과 신뢰성을 보장하기 위해 과학과 기술을 개발하고 적용합니다. 대량 살상, 확산 및 테러의 무기 위협을 줄입니다. 국방, 에너지, 환경 및 인프라의 국가 문제를 해결합니다.
원본 출처 : Los Alamos News Release
