В гигантских планетах может находиться «темный» водород

Водород является самым распространенным элементом во Вселенной. Он также является самым простым элементом – располагая всего лишь одним электроном на каждый атом. Однако эта простота обманчива, поскольку наши знания о водороде все еще недостаточно глубоки.

Одной из самых больших загадок, связанных с водородом, является его превращение при высоких температурах и давлениях, обнаруживаемых в недрах гигантских планет, в жидкий металл, способный проводить электричество. В новой работе, проведенной Александром Гончаровым из Института Карнеги, США, и Стюартом МакУильямсом из Эдинбургского университета, Соединенное Королевство, произведено измерение параметров состояния, при которых происходит этот фазовый переход водорода в лаборатории и установлено наличие промежуточного состояния между газом и металлом, которое авторы статьи назвали «темным водородом».

На поверхности гигантских планет водород находится в газообразной форме. Однако между этой газовой поверхностью и водородом в форме жидкого металла, расположенным в ядре планеты, лежит слой темного водорода, согласно данным лабораторного эксперимента, проведенного Гончаровым и МакУильямсом.

Используя ячейку с алмазными наковальнями, нагреваемую лазерами, для воссоздания условий, существующих в недрах гигантских планет, команда исследовала физику водорода в диапазоне давлений от 10000 до 1,5 миллиона атмосфер при температурах до 5000 градусов Цельсия.

В ходе эксперимента ученые обнаружили эту загадочную промежуточную фазу, которая не отражает и не переизлучает видимый свет, но переизлучает инфракрасные лучи, или тепло.

«Эти наблюдения объясняют, почему тепло так легко теряется гигантскими планетами, такими как Сатурн», - объясняет Гончаров.