दो गैस दिग्गज, बृहस्पति और शनि के अंदरूनी भाग, अत्यधिक चरम स्थान हैं। आमतौर पर जब हम किसी तरल धातु के बारे में सोचते हैं, तो हम कमरे के तापमान पर तरल पारे के बारे में सोचते हैं (या फिल्म में रॉबर्ट पैट्रिक द्वारा अभिनीत तरल धातु T-1000 का पुन: संयोजन किया जाता है) टर्मिनेटर २), शायद ही कभी हम ब्रह्माण्ड के दो सबसे प्रचुर तत्वों को कुछ स्थितियों में एक तरल धातु मानते हैं। और फिर भी, यह वही है जो यूसी बर्कले के भौतिकविदों का एक दल दावा कर रहा है; हीलियम और हाइड्रोजन एक साथ मिल सकते हैं, जो बृहस्पति और शनि के कोर के पास भारी दबाव से मजबूर हैं, एक तरल धातु मिश्र धातु का निर्माण करते हैं, जो संभवतः उन जोवियन तूफानों के नीचे झूठ की हमारी धारणा बदल रहे हैं…
आमतौर पर ग्रहीय भौतिकविद और रसायनशास्त्री अपना अधिकांश ध्यान ब्रह्मांड के सबसे प्रचुर तत्व की विशेषताओं पर केंद्रित करते हैं: हाइड्रोजन। दरअसल, बृहस्पति और शनि दोनों का 90% से अधिक हाइड्रोजन है। लेकिन इन गैस विशाल वायुमंडल के भीतर साधारण हाइड्रोजन परमाणु नहीं है, यह आश्चर्यजनक रूप से जटिल डायटोमिक हाइड्रोजन गैस (यानी आणविक हाइड्रोजन, एच) है2)। इसलिए, हमारे सौर मंडल में सबसे बड़े ग्रहों के इनसाइड की गतिशीलता और प्रकृति को समझने के लिए, यूसी बर्कले और लंदन के शोधकर्ता एक बहुत सरल तत्व की तलाश कर रहे हैं; ब्रह्मांड में दूसरा सबसे प्रचुर मात्रा में गैस: हीलियम।
यूसी बर्कले के एक प्रोफेसर रेमंड जीनलोज़ और उनकी टीम ने अत्यधिक दबावों पर हीलियम की एक दिलचस्प विशेषता को उजागर किया है जो बृहस्पति और शनि के कोर के पास स्थित हो सकता है। हाइड्रोजन के साथ मिश्रित होने पर हीलियम एक धात्विक तरल मिश्र धातु का निर्माण करेगा। इस मामले की स्थिति को दुर्लभ माना जाता था, लेकिन इन नए निष्कर्षों से पता चलता है कि तरल धातु हीलियम मिश्र धातु पहले की तुलना में अधिक सामान्य हो सकती है।
“सामग्रियों की हमारी समझ के संदर्भ में यह एक सफलता है, और यह महत्वपूर्ण है क्योंकि ग्रहों के दीर्घकालिक विकास को समझने के लिए, हमें उनकी संपत्तियों के बारे में और गहराई से जानने की आवश्यकता है। यह समझने के दृष्टिकोण से भी दिलचस्प है कि सामग्री वे क्यों हैं, और उनकी स्थिरता और उनके भौतिक और रासायनिक गुणों को निर्धारित करता है। " - रेमंड जीनलोज़।
उदाहरण के लिए बृहस्पति अपने वायुमंडल में गैसों पर भारी दबाव डालता है। बड़े पैमाने पर होने के कारण, यह उम्मीद कर सकता है कि 70 मिलियन तक पृथ्वी वायुमंडल (कोई भी, जो कि किक-स्टार्ट फ्यूजन…) के लिए पर्याप्त नहीं है, 10,000 से 20,000 K के बीच का मुख्य तापमान बना सकता है (जो 2-4 गुना अधिक गर्म है) सूर्य का प्रकाशमंडल!)। तो इन चरम स्थितियों के तहत अध्ययन के लिए हीलियम को तत्व के रूप में चुना गया था, एक गैस जो ब्रह्मांड के अवलोकन योग्य पदार्थ का 5-10% बनाती है।
विभिन्न चरम दबावों और तापमान के तहत हीलियम के व्यवहार की गणना करने के लिए क्वांटम यांत्रिकी का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने पाया कि हीलियम एक उच्च दबाव में तरल धातु में बदल जाएगा। आमतौर पर हीलियम को रंगहीन और पारदर्शी गैस माना जाता है। पृथ्वी-वायुमंडल की स्थितियों में यह सच है। हालांकि, यह 70 मिलियन पृथ्वी के वायुमंडल में एक पूरी तरह से अलग प्राणी में बदल जाता है। एक इंसुलेटिंग गैस होने के बजाय, यह एक प्रवाहकीय तरल धातु पदार्थ में बदल जाता है, पारे की तरह, "केवल कम चिंतनशील, ”जनलोज ने कहा।
यह परिणाम एक आश्चर्य के रूप में आता है क्योंकि यह हमेशा सोचा गया है कि बड़े पैमाने पर दबाव हाइड्रोजन और हीलियम जैसे तत्वों के लिए धातु की तरह बनना मुश्किल बनाते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि बृहस्पति के मूल कारण जैसे स्थानों में उच्च तापमान से परमाणुओं में कंपन बढ़ता है, इस प्रकार सामग्री में प्रवाह करने की कोशिश कर रहे इलेक्ट्रॉनों के मार्ग को बाधित किया जाता है। यदि कोई इलेक्ट्रॉन प्रवाह नहीं है, तो सामग्री एक इन्सुलेटर बन जाती है और इसे "धातु" नहीं कहा जा सकता है।
हालांकि, इन नए निष्कर्षों से पता चलता है कि इन प्रकार के दबावों के तहत परमाणु कंपन वास्तव में इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह के लिए नए रास्ते बनाने का काउंटर-सहज प्रभाव है। अचानक तरल हीलियम प्रवाहकीय हो जाता है, जिसका अर्थ है कि यह एक धातु है।
एक अन्य मोड़ में, यह सोचा गया कि हीलियम तरल धातु आसानी से हाइड्रोजन के साथ मिल सकती है। ग्रहों की भौतिकी हमें बताती है कि यह संभव नहीं है, हाइड्रोजन और हीलियम गैस के विशाल पिंडों के अंदर तेल और पानी की तरह अलग होते हैं। लेकिन जनलोज की टीम ने पाया है कि दोनों तत्व वास्तव में मिश्रित हो सकते हैं, जिससे एक तरल धातु मिश्र धातु बनती है। यदि ऐसा होना है, तो ग्रह विकास के कुछ गंभीर पुन: विचार करने की आवश्यकता है।
बृहस्पति और शनि दोनों ही सूर्य की तुलना में अधिक ऊर्जा छोड़ते हैं, जिसका अर्थ है कि दोनों ग्रह अपनी ऊर्जा उत्पन्न कर रहे हैं। इसके लिए स्वीकृत तंत्र हीलियम की बूंदों को संघनित कर रहा है जो ग्रहों के ऊपरी वायुमंडल से और कोर से गिरता है, गुरुत्वाकर्षण क्षमता को जारी करता है क्योंकि हीलियम "बारिश" के रूप में गिरता है। हालाँकि, यदि यह शोध साबित हो जाता है, तो गैस के विशाल इंटीरियर में पहले से अधिक समरूप होने की संभावना है, जिसका अर्थ है कि कोई भी हीलियम की बूंदें नहीं हो सकती हैं।
इसलिए जनलोज और उनकी टीम के लिए अगला काम बृहस्पति और शनि के कोर में गर्मी पैदा करने वाला एक वैकल्पिक बिजली स्रोत खोजना है (इसलिए अभी तक पाठ्यपुस्तकों को फिर से लिखना नहीं ...)
स्रोत: यूसी बर्कले
