Согреться в лучах Юпитера

Астрономы часто говорят, что о далёких звёздах они знают больше, чем о планетах — небесных сестрах нашей Земли.

Новый сюрприз преподнёс недавно учёным Юпитер. Оказалось, что у этого соседа Земли (между нами находится орбита одного только Марса) явно что-то не в порядке с энергетическим балансом. Радиоастрономическое прослушивание Юпитера на длинных волнах показало, что планета излучает втрое больше энергии, чем получает от Солнца!

Но ведь известно: планеты светят отражённым светом, светом Солнца. И закона сохранения энергии тоже еще никто не отменил. А тут, по подсчётам, «расходы» Юпитера превышают его «доходы» на такое количество энергии, которое эквивалентно ежесекундному взрыву одной водородной бомбы мощностью в 1000 мегатонн!

Загадкой заинтересовался доктор Роман Смолуховский, специалист по физике твёрдого тела, работающий в Принстонском университете (США). Может быть, причина кроется в том, что распад радиоактивных элементов в недрах Юпитера порождает «избыточное» тепло? Ведь и у нас на земле радиоактивные элементы — в первую очередь калий, уран и торий, — распадаясь, создают тепловой поток, идущий из глубин к поверхности планеты. Но подсчёты показали: на Юпитере в сто тысяч раз меньше этих элементов, чем нужно, чтобы они могли «взять на себя ответственность» за такое превышение «экспорта» энергии над её «импортом».

Может быть, термоядерная реакция? Атомы водорода сливаются, образуя атомы гелия, и освобождают большое количество «лишней» энергии? Ведь именно таков механизм свечения Солнца и звёзд. Но термоядерный процесс может начаться только при очень высокой температуре, а Юпитер, по всем данным, место весьма и весьма прохладное.

А может быть дело в гравитационной энергии, вырывающейся на волю по мере того, как Юпитер весь, в целом проседает, сжимается? Сжатие на полмиллиметра в год может объяснить парадокс с энергией. Да, но что же тогда, в свою очередь, вызывает это сжатие?

Вспомним: Юпитер в основном состоит из водорода и гелия. В обычных (для нашего понимания, конечно) условиях оба эти вещества газообразные. Но «обычными» условия на Юпитере как раз и нельзя назвать: водородный слой этой планеты сжат давлением в десятки миллионов атмосфер.

При этом часть водорода становится жидкостью, ещё большая часть — твёрдым телом. Это третье агрегатное состояние водорода — металлическое — на Земле ещё неизвестно: таких давлений мы пока создавать не умеем. Тем не менее, теоретически «металл водород» — вещь вполне возможная. Кстати, недаром же в таблице Менделеева водород занимает крайнюю левую колонку, где расположены щелочные металлы. Находясь под огромным давлением, к которому добавляется воздействие мощного магнитного поля Юпитера, слой жидкого молекулярного водорода всё время уплотняется, а слой металлического водорода, более плотный, непрерывно растёт за счёт расположенного выше океана жидкого водорода. Этот процесс и проявляет себя в постоянном «съёживании» огромной планеты.

Освобождённая энергия уходит с поверхности Юпитера. Он излучает в космос в 20 раз больше, чем наша Земля получает от Солнца, и, возможно, даже слегка обогревает свои спутники. Надолго ли хватит Юпитеру «средств» при таком расточительстве? И где же пределы этого сжатия? По подсчётам учёных, при нынешних темпах оно может продолжаться миллиарды лет. Так что у астрономов есть еще время, чтобы решить, чем же, в конце концов, является Юпитер — гигантской, но в общем рядовой планетой или весьма миниатюрной, но зато самостоятельной звездой?