Объединенной команде физиков из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса и Университета Иллинойса в Урбане-Шампэйн (США) удалось внести значительный вклад в развитие теории о внутреннем строении и эволюции газовых гигантов. Ученые определили свойства водородно-гелиевой смеси, составляющей бóльшую часть массы Юпитера и Сатурна, а также выяснили, при какой температуре гелий теряет способность растворяться в водороде, переходящем в жидкое состояние под воздействием колоссального давления.

Расчеты исследователей основаны на результатах компьютерного моделирования, в ходе которого устанавливался вид уравнения состояния водородно-гелиевой системы для широкого диапазона температур (от 4 до 10 тысяч кельвинов). «Полученные данные подтверждают предположение о том, что в значительной части внутреннего объема Сатурна установились такие условия, в которых водород и гелий не смешиваются, — говорит Мигель Моралес, представляющий Университет Иллинойса. — Этим можно объяснить расхождения между результатами наблюдений и значениями, предсказываемыми теориями эволюции планеты».

Ученый имеет в виду несоответствие теоретической светимости экспериментальным данным: модели, связывающие возраст, объем и массу газовых гигантов с их светимостью, хорошо работают в случае Юпитера, но сильно занижают значение упомянутого показателя для Сатурна. Исследователи объясняют это тем, что у Сатурна «область нерастворимости» гелия в водороде имеет значительно большие размеры, чем у родственной планеты.

Отчет ученых готовится к публикации в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences; препринт будущей статьи можно скачать уже сейчас.