Saturn je teplejší, ako by mal byť

Planéta Saturn s polárnou žiarou (storiesbywilliams.com)

Všetky planéty chladnú vo svojom vnútri po čase. V našej Slnečnej sústave je výnimka, ktorá vykazuje iné správanie ako všeobecný trend.
Je ňou kráľ prstencov Saturn.

U terestrických planét sa vnútro považuje pod kôrou planéty. Naša Zem má pod zemskou kôrou zemský plášť, vonkajšie tekuté jadro a kryštalické vnútorne jadro. Podobne sú na tom i ďalšie terestrické planéty. Rozhodujúcim faktorom chladnutia je hmotnosť. Čím väčšia hmotnosť, tým viac energie z čias tvorby planetesimály obsahuje. U Marsu sa predpokladá už zhaslé jadro. Venuša je podobne ako naša Zem. Merkúr má obrovské vychladlé kovové jadro. U týchto terestrických planét nehraje rolu energia vzniknutá kontrakciou hmoty vplyvom gravitácie. Je zanedbateľná. Jovialné, resp. plynné planéty sú obrovské masy vodíka a hélia a v ich vnútri sa nachádza zväčša nejaké uhlíkové alebo uhlikovo-ľadové jadro. Zaraďujeme tu planéty Jupiter, Saturn, Urán, Neptún. Všetky majú veľké hmotnosti a veľké rozmery. Kontrakcia hmoty vplyvom gravitácie (príťažlivá sila medzi časticami hmoty, čím viac hmoty blízko seba, tým viac gravitačnej kontrakcie) už nie je zanedbateľná a vytvára tak jednu desatinu energie produkovanej planétou.

Zbytok sú zvyšky po energie nahromadenej z čias tvorby.

Odkiaľ sa berie toľko energie

Planéta Saturn v infračervenom svetle, zafarbená falošnými farbami (theguardian.com)

U Jupitera, Uránu a Neptúna to celkom sedí. Ale Saturn vybočuje z „normy“. Jeho produkcia energie je taká, ako keby s jeho hmotnosťou mal práve 2,5 miliardy rokov. Vek ostatných planét zistení pomocou modelu postupného chladnutia ukázal 4,5 miliardy rokov. Čo spôsobuje tak výraznú produkciu tepla? Podľa vedcov zo Sandia National Laboratories pomocou špeciálnych experimentov zistili, že kvapalný vodík pri extrémne veľkom tlaku mení na kovový vodík. Je to tým, že mriežka molekúl vodíka sa rozpadne na jednotlivé atómy a ľahšie prenechávajú elektróny „plávať“, a tým kovový vodík vedie dobré prúd. Takže vlastnosťou kovového vodka je, že vedie prúd. Avšak, pri tejto premene vodíka môže v zmesi s héliom obklopený prostredím hustej kvapaliny vyzrážať héliové kvapky. Začnú „pršať“ héliové kvapky, ktoré zvyšujú odrazivosť, a tým produkciu tepla, resp. planétu udrží teplejšou. Odrazivosť si predstavme ako niečo, čo na jednej strane odráža svetelné lúče zvonka a zvnútra zabraňuje úniku infačervených lúčov (tepla).

Experimenty sa konali na prístroji Z. Je to najvýkonnejší pulzný stroj na svete. Pri premenne tekutého vodíka na kovový v prístroji Z, vedci pozorovali 45% nárast odrazivosti, čiže experiment veľmi presne sedí s teóriou.

Najsilnejší röntgenový zdroj na svete, Z Pulsed Power Facility v Sandia National Laboratories (atomictoasters.com)

Zdroje:
Solving Saturn’s 2-billion-year age problem (sciencedaily.com)
Saturn (Wikipedia.org)
Sandia National Laboratories (Wikipedia.org)
Z Pulsed Power Facility (sandia.gov)
Z Pulsed Power Facility (Wikipedia.org)
Sandia’s Z machine helps solve Saturn’s 2-billion-year age gap (sandia.gov)