
塔斯社9月9日。物理学家对朱诺探测器为何未在木星核心与大气之间找到清晰界限的原因提供了解释。为此,他们使用神经网络来计算氢在超高压和高温下的行为。研究结果发表在科学杂志《自然》上。
“我们仍然不知道普通液态氢在什么压力下会变成金属。事实是,这需要在与木星内部特征相当的压力下进行实验,因此很难做到这一点。因此,许多类似的结果近年来的实验不重合对方,“-说的工作,在理工学院洛桑联邦理工学院(EPFL)米歇尔Czeriotti副教授的作者之一。
朱诺探测器已经研究了木星近六年了,它定期接近木星,对其进行拍照并使用一套光谱仪,雷达,磁力计和其他科学仪器揭示了行星内部结构的秘密。
在此期间,美国仪器取得了一些重要而不同寻常的发现。例如,他的仪器表明木星很可能确实具有致密的核,但它不是由岩石或固体金属氢组成,而是由一些多孔的,松散的物质组成,其性质尚待阐明。
巨型行星肠子的秘密
Czeriotti和他的同事找到了对此的可能解释。他们计算了氢的性质如何在接近木星和太阳系其他巨型行星内部特征的压力下变化。借助这些计算,物理学家试图了解在什么温度和压力下会发生相变,结构的突然变化,结果是无法传导电流的“普通”液态氢变成了金属。
根据切尔里奥蒂的观点,这个问题不仅在实验上而且在理论上都难以解决,因为在这种极端条件下计算量子级氢的性质需要大量的计算资源。
物理学家通过三种不同的神经网络简化了这项任务。多亏了他们,科学家们才选择了最佳参数来计算巨型行星核心物质的特性。结果,Czeriotti和他的同事详细计算了氢在100至4000开氏温度和25至400GPa(从24.6万至395万大气压)的压力下的行为。
结果,事实证明,在液态氢的不同相之间实际上没有明确的边界。正如科学家发现的那样,随着压力和温度的升高,普通氢会平滑地转变为金属。它仅周期性地获取固态形式,并带有某些参数组合。
研究人员得出结论,这种氢的行为解释了朱诺探测器在探索木星内部时记录的奇特现象,还使我们能够理解为什么过去尝试重造巨型行星并研究金属氢的性质导致不同且经常相互矛盾的结果。