Источники внутренней энергии Юпитера

[Combinator]

Как известно, сабж. излучает в окружающее пространство примерно вдвое больший поток энергии, чем получает от Солнца. В литературе обычно указывают несколько возможных причин выделения в его недрах дополнительной энергии, но всё, в основном, на уровне абстрактных предположений, не подкреплённых конкретными расчётами. Не подкинет ли мне кто-нибудь ссылочек на работы, где данная проблема рассматривается на более серёзном уровне?
Либо, может быть, кто-нибудь может сам что-нибудь сказать по этому поводу.
Заранее спасибо за ответы.

[Morfiy]

Как известно, сабж. излучает в окружающее пространство примерно вдвое больший поток энергии, чем получает от Солнца. В литературе обычно указывают несколько возможных причин выделения в его недрах дополнительной энергии, но всё, в основном, на уровне абстрактных предположений, не подкреплённых конкретными расчётами. Не подкинет ли мне кто-нибудь ссылочек на работы, где данная проблема рассматривается на более серёзном уровне?
Либо, может быть, кто-нибудь может сам что-нибудь сказать по этому поводу.
Заранее спасибо за ответы.

Температура некоторых планет  поддерживается засчет распада радиоактивных элементов.

[Combinator]

Температура некоторых планет  поддерживается засчет распада радиоактивных элементов.

Это понятно, но больно абстрактно. Откуда у него внутри взялось так много сверхтяжёлых ядер?
И потом, например, масса Сатурна лишь в три раза меньше массы Юпитера, однако, такого эффекта у него, на  сколько мне известно, не наблюдается...

[vika vorobyeva]

И потом, например, масса Сатурна лишь в три раза меньше массы Юпитера, однако, такого эффекта у него, на  сколько мне известно, не наблюдается...

Наблюдается. Сатурн, как и Юпитер, излучает примерно в 2 раза больше энергии, чем получает от Солнца.
Предполагается, что источником энергии планет-гигантов является их продолжающееся медленное сжатие. Как вариант, рассматривается гравитационная дифференциация, т.е. отток гелия к ядру с выделением гравитационной энергии (гелий и металлический водород плохо растворяются друг в друге, и гелий присутствует в металлическом водороде в виде капель). Последнюю точку зрения подтверждает дефицит гелия в атмосфере Юпитера и Сатурна по сравнению с солнечным составом (на Юпитере - 80%)

[Combinator]

Наблюдается. Сатурн, как и Юпитер, излучает примерно в 2 раза больше энергии, чем получает от Солнца.
Предполагается, что источником энергии планет-гигантов является их продолжающееся медленное сжатие.

Неужели у них такое гиганское время термодинамической релаксации - более 4 млрд. лет?

Как вариант, рассматривается гравитационная дифференциация, т.е. отток гелия к ядру с выделением гравитационной энергии (гелий и металлический водород плохо растворяются друг в друге, и гелий присутствует в металлическом водороде в виде капель). Последнюю точку зрения подтверждает дефицит гелия в атмосфере Юпитера и Сатурна по сравнению с солнечным составом (на Юпитере - 80%)

Я, видимо, чего-то недопонимаю.
Вроде бы, в атмосфере Юпитера доля гелия (по количеству атомов) - порядка 18%, а в атомосфере Солнца - порядка 10%. Где же дефицит? Скорее, похоже на профицит.

[Morfiy]

Я, видимо, чего-то недопонимаю.
Вроде бы, в атмосфере Юпитера доля гелия (по количеству атомов) - порядка 18%, а в атомосфере Солнца - порядка 10%. Где же дефицит? Скорее, похоже на профицит.

А размеры-то...

[Combinator]

А размеры-то...

А при чём здесь, собственно, размеры?

[Morfiy]

Объем атмосфера зависит от размеров планеты (звезды)

[vika vorobyeva]

Вроде бы, в атмосфере Юпитера доля гелия (по количеству атомов) - порядка 18%, а в атомосфере Солнца - порядка 10%. Где же дефицит? Скорее, похоже на профицит.

В атмосфере Юпитера гелия 0.156 по числу частиц (количество водорода принято за 1), или, что то же самое, 13.6% частиц атмосферы или 23.8% по массе, что составляет 80% от числа частиц гелия в солнечной атмосфере.

Источники:
1. The Galileo Probe Mass Spectrometer: Composition of Jupiter's Atmosphere:
http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-bib_query?bibcode=1996Sci...272..846N&db_key=AST&data_type=HTML&format=&high=451b9d5f5021799
2. "The Composition of the Atmosphere of Jupiter":
http://www-personal.umich.edu/%7Eatreya/Chapters/2005_JupiterAtmos.pdf

[Combinator]

В атмосфере Юпитера гелия 0.156 по числу частиц (количество водорода принято за 1), или, что то же самое, 13.6% частиц атмосферы или 23.8% по массе, что составляет 80% от числа частиц гелия в солнечной атмосфере.

Источники:
1. The Galileo Probe Mass Spectrometer: Composition of Jupiter's Atmosphere:
http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-bib_query?bibcode=1996Sci...272..846N&db_key=AST&data_type=HTML&format=&high=451b9d5f5021799
2. "The Composition of the Atmosphere of Jupiter":
http://www-personal.umich.edu/%7Eatreya/Chapters/2005_JupiterAtmos.pdf

Хорошо, возможно, те источники, которые я смотрел, устарели. Давайте пользоваться Вашими источниками.
Пусть по последним данным по объёму (количеству частиц) доля гелия в атмосфере Юпитера - 13.6%
Но если верить статье из Википедии:
http://en.wikipedia.org/wiki/Sun
в атмосфере Солнце, она составляет всего 7%!

То есть, хотелось бы посмотреть на Ваши источники о содержании гелия в атмосфере Солнца...
Кстати, вот на Сатурне, по сравнению с Юпитером, вроде, действительно наблюдается дефицит гелия.

[vika vorobyeva]

Статью в Википедии может написать кто угодно.

Я пользуюсь статьей "The solar chemical composition", опубликованной в 2005 году. Она у меня на жеском диске в формате *.pdf, при необходимости могу выслать ее Вам по почте.
Так вот, в ней указан логарифм количества гелия на Солнце (для водорода эта величина по определению равна 12) - 10.93 +/- 0.01. Следовательно, атомов гелия в 11.75 раз меньше, чем атомов водорода. Поскольку на Юпитере водород присутствует в виде молекул H₂, при солнечном химическом составе на Юпитере было бы 14.5% гелия по числу частиц.

Upd
Вот, нашла эту статью в Сети:
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0410214

[Combinator]

Так вот, в ней указан логарифм количества гелия на Солнце (для водорода эта величина по определению равна 12) - 10.93 +/- 0.01. Следовательно, атомов гелия в 11.75 раз меньше, чем атомов водорода. Поскольку на Юпитере водород присутствует в виде молекул H₂, при солнечном химическом составе на Юпитере было бы 14.5% гелия по числу частиц.

Да, Вы правы, я что-то не обратил внимания, что для Юпитера обычно приводят соотношение не атомов, а молекул.
Единственно, что смущает, это почему в атмосфере Сатурна гелия существенно меньше, чем в атмосфере Юпитера. Сила тяжести на поверхности Юпитера примерно вдвое превышает силу тяжести на поверхности Сатурна, и, по идее, при прочих равных, гелий должен был бы диффундировать к центру интенсивнее, чем на Сатурне.

[Крупин]

    Комплекс кардинальных отличий Юпитера и Сатурна (одно из которых – гелиевое) заставляет усомнится в том, что они – «братья». На мой взгляд Юпитер в отцы Сатурну годится - https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,16070.0.html

[Knox]

И потом, например, масса Сатурна лишь в три раза меньше массы Юпитера, однако, такого эффекта у него, на  сколько мне известно, не наблюдается...

Наблюдается. Сатурн, как и Юпитер, излучает примерно в 2 раза больше энергии, чем получает от Солнца.
Предполагается, что источником энергии планет-гигантов является их продолжающееся медленное сжатие. Как вариант, рассматривается гравитационная дифференциация, т.е. отток гелия к ядру с выделением гравитационной энергии (гелий и металлический водород плохо растворяются друг в друге, и гелий присутствует в металлическом водороде в виде капель). Последнюю точку зрения подтверждает дефицит гелия в атмосфере Юпитера и Сатурна по сравнению с солнечным составом (на Юпитере - 80%)

о гравитационном сжатии юпитера и сатурна подробно написано в книге Климишина И.А. "Астрономия наших дней" (1986г)

[Крупин]

о гравитационном сжатии юпитера и сатурна подробно написано в книге Климишина И.А. "Астрономия наших дней" (1986г)

      Книга Климишина «Астрономия наших дней», конечно, замечательная, можно сказать энциклопедия по всем вопросам астрономии. Однако конкретно Солнечной системе в ней уделяется мало места, Юпитеру, например 5 страничек. И про гравитационное сжатие лишь одна фраза, что поскольку термоядерный синтез невозможен, то «Отсюда следует, что источником энергии, излучаемой сейчас Юпитером, может быть лишь гравитационное сжатие, сопровождающееся переходом в металлическую фазу».
     И про Сатурн «По видимому, Сатурн как и Юпитер находится в состоянии медленного гравитационного сжатия».
     Согласитесь, не слишком много информации. Несколько поподробнее в книге М. Я. Маров «Планеты Солнечной системы» этого же 1986г.

[Knox]

прошу меня простить, я слегка некорректно выразился, имел в виду характер излучения юпитера а не только гравитационное сжатие, привёл источник в котором написано не только о гравитационном сжатии, а также о синхротронном радиоизлучении, предполагаемых плазменных волнах преобразующих свою кинетическую энергию в излучение, т.е в совокупности эти эффекты(а также неописанные в книге) являются причиной того что мощность излучения юпитера в инфракрасном и радиодиапазоне в три раза превосходит получаемую им от солнца

И про гравитационное сжатие лишь одна фраза

надеюсь что моя наблюдательность меня не подводит: обсуждение этой проблемы от самого начала("измерения показали что мощность излучения юпитера.....") до конца("...гравитационное сжатие, сопровождающееся переходом водорода в металлическую фазу") занимает целую страницу текста, что занимает 1\5 от всего обьёма материала о планете

[Крупин]

    Всё-таки у Марова (в главе «Модели планет-гигантов») внутренности Юпитера и Сатурна (конечно предполагаемые) описаны гораздо детальнее. Но не в этом суть. Все эти модели – чистая фантастика, поскольку они оперируют с мифологическим веществом – металлическим водородом, для которого не известны ни свойства (такие, как зависимость плотности от давления), ни даже существует ли он в принципе. И выдуман он был как раз для того, чтобы как-то вписать Юпитер и Сатурн в существующие представления о формировании планет.

    Во всяком случае, в 1986г. металлический водород ещё не был экспериментально получен, но у Марова написано «… более строгие, хотя и не очень надёжные расчёты показывают, что при давлении 2,6 миллионов атмосфер металлический водород находится в равновесии с молекулярным водородом». Однако, в позже проведённых экспериментах металл. водород не получали и при 3 млн. атмосфер.

   Для меня непонятно, открыт ли металлич. водород к настоящему времени. Мой собеседник из темы https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,16070.0.html (сообщение « Ответ #5: 10.05.2006 [08:49:43] ») утверждает, что да. Но динамические эксперименты ещё менее надёжны, чем статические и насколько им можно верить? К тому же 75 млн. атмосфер это не 2,6 млн. атмосфер. При такой разнице требуется пересмотреть модели планет-гигантов.

[Крупин]

   Действительно ли никак невозможно обойтись без металлического водорода? Думаю, что нет. Всё таки есть основания предполагать, что в Юпитере имеется достаточно камня и металла, чтобы объяснить избыточную энергию радиоактивным распадом. Мною  предполагается, что Юпитер является не обычной планетой, а неудавшейся звездой – компаньоном Солнца https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,16070.0.html, которая не дойдя до стадии коричневого карлика рассеялась, сбросив оболочку и оставив от себя более плотное обогащённое камнем ядро.

[Knox]

ну в общем-то наличие твёрдых силикатных ядер у планет-гигантов предполагается, а этот самый "металлический" водород по вашему мнению может находится в вырожденном состоянии?

[Крупин]

     По современным представлениям в недрах Юпитера содержится относительно немного твёрдых веществ, да и то в основном ледяного. Оно не может обеспечить избыток излучения. А для того, чтобы объяснить большую плотность Юпитера (для водородно-гелиевого состава) требуется, чтобы плотность водорода в центре была раз в 10 больше плотности воды, т.е. чтобы он находился в металлическом состоянии.