Аналог гигантского ядра

Ученым впервые удалось в лабораторных условиях воспроизвести состояние материи, которое наблюдается в центре Юпитера и других газовых гигантов. Об этом говорится в статье американских специалистов из Национальной ускорительной лаборатории при Стэнфордском университете. Статья была опубликована в журнале Nature Photonics.

Считается, что в ядрах Юпитера и Сатурна, а также других планет за пределами Солнечной системы, относящихся к классу газовых гигантов, существует так называемая горячая плотная материя. Она пребывает в промежуточном состоянии между плазмой, газом, жидкостью и твердым телом. Миллиарды лет назад это состояние вещества сыграло ключевую роль в процессах планетообразования.

До сих пор ученые не знали, как измерить свойства горячей плотной материи. Авторы работы смогли решить эту проблему, воздействуя с двух сторон на ультратонкую фольгу из алюминия двумя мощными лазерами. В ходе эксперимента в образце было создано давление в 4500 раз более сильное, чем в глубочайших океанских впадинах, а сам образец был разогрет до 20 000 Кельвинов — это в 4 раза больше, чем температура на поверхности Солнца.

В центре газовых гигантов горячая плотная материя достаточно стабильна, однако в лаборатории она существовала лишь миллиардные доли секунды, когда в алюминии, быстро переходящем из твердого состояния в плазму, возникали шоковые волны.

Тем не менее, с помощью рентгеновского излучения физики успели сделать последовательность снимков этого состояния вещества.

В своём следующем эксперименте ученые попробуют выяснить, как в горячую плотную материю превращается водород — основной элемент во Вселенной. Это позволит разобраться не только с формированием планет, но и станет еще одним шагом на пути к управляемому термоядерному синтезу, который рассматривается в качестве потенциально неисчерпаемого источника энергии.

Подготовил Н. Колесник