Stuttgart 2012 – scientific programme
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P: Fachverband Plasmaphysik
P 4: Astrophysikalische Plasmen
P 4.2: Fachvortrag
Monday, March 12, 2012, 14:30–14:55, V57.02
Wasserstoff-Helium Gemische und der innere Aufbau von Jupiter und Saturn — •Nadine Nettelmann1, Winfried Lorenzen1, Bastian Holst1, 2, Andreas Becker1 und Ronald Redmer1 — 1Institut für Physik, Universität Rostock, D-18051 Rostock — 2CEA, F-91297 Arpajon, France
Der Plasmaphasenübergang (PPT) in Wasserstoff und das Entmischen von H und He bei hohem Druck sind zwei intensiv diskutierte Prozesse, die einen erheblichem Einfluss auf die innere Struktur und thermische Entwicklung der großen Planeten im Sonnensystem haben können [1]. Obwohl sie seit Jahrzehnten Gegenstand von Untersuchungen sind, ist erst in den letzten Jahren ein großer Fortschritt gelungen [2,3], dank der enormen Leistungsfähigkeit heutiger Rechenzentren. So wurde zum Beispiel in Wasserstoff für den PPT ein kritischer Punkt bei 1500 K und 1.4 Mbar gefunden - viel niedriger als frühere Vorhersagen.
Wir diskutieren die neuen Ergebnisse zum PPT und zur Entmischung von H und He im Zusammenhang mit der Struktur und Evolution von Jupiter und Saturn, und schlagen eine Relation zwischen dem He-Gehalt und der Temperatur der Atmosphäre vor. Die gegenwärtigen Modelle zu Jupiter können durch Messung des Sauerstoffgehalts unterhalb der Wolkendecke (Vorhersage O:H < 4-fach solar) und des Trägheitsmoments (Vorhersage 0.276) geprüft werden, wie bei der laufenden JUNO-Mission geplant.
[1] Fortney J.J. & Nettelmann N., SSRv 152 (2010)
[2] Morales M.A. et al., PNAS 102 (2010)
[3] Lorenzen W., Holst B., and Redmer R., PRB 82 (2010)