Рівняння стану металевого водню та атомарного гелію і внутрішня будова Юпітера та Сатурна

Рівняння стану металевого водню та атомарного гелію і внутрішня будова Юпітера та Сатурна

Швець, В.Т. ; Швець, Т.В. ; Рачинський, С.Є.

Інші назви: Уравнение состояния металлического водорода и атомарного гелия и внутреннее строение Юпитера и Сатурна
Equation of State for Metallic Hydrogen and Atomic Helium and the Interior of Jupiter and Saturn

Тема: Астрофізика і космологія

УДК: 537.311.31

Інший ID: PACS 61.25.Mv, 62.50.-p, 64.30.Ef, 96.15.Nd

URI: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/13391

Посилання: Рівняння стану металевого водню та атомарного гелію і внутрішня будова Юпітера та Сатурна / В.Т. Швець, Т.В. Швець, С.Є. Рачинський // Укр. фіз. журн. — 2010. — Т. 55, № 2. — С. 252-258. — Бібліогр.: 29 назв. — укр.

Підтримка: An equation of state for a mixture of metallic hydrogen and atomic helium has been proposed. The explored intervals of pressure, temperature, and density correspond to the conditions on the largest solar system planets, Jupiter and Saturn. The substance of a planet is modelled as a mixture of protons, helium atoms, and electrons. A theory, where the electron-proton and electron-atom interactions are considered as a perturbation, has been used to find the pressure in the mixture. The electron subsystem is analyzed in the random phase approximation, and the proton-proton, atom-atom, and proton-atom interactions in the hard-sphere approximation. The applicability of the polytropic sphere model for the simulation of Jupiter’s and Saturn’s internal structures has been analyzed, and a specific value for the polytropic index has been proposed. The density, pressure, and temperature on Jupiter and Saturn as functions of the distance from the planet center have been found. Possible fractions of hydrogen and helium in the planet composition have been estimated.

Дата: 2010

Завантажень: 880

Рівняння стану металевого водню та атомарного гелію і внутрішня будова Юпітера та Сатурна

Анотація:

Запропоновано рiвняння стану сумiшi металевого водню та атомарного гелiю. Дослiджений iнтервал тискiв, температур i густин вiдповiдає умовам найбiльших планет сонячної системи – Юпiтера i Сатурна. Вважається, що речовина планети являє собою сумiш протонiв, атомiв гелiю та електронiв. Для знаходження тиску сумiшi використовується теорiя збурень за електрон-протонною та електрон-атомною взаємодiями. Електронна пiдсистема розглядається у наближеннi випадкових фаз. Взаємодiї протонiв, атомiв, атомiв i протонiв враховуються у наближеннi твердих сфер. Проаналiзовано застосовнiсть моделi полiтропного шару до моделювання внутрiшньої будови Юпiтера i Сатурна та запропоновано конкретне значення iндексу полiтропи. Знайдено густину, тиск i температуру на Юпiтерi та Сатурнi як функцiї вiдстанi до їх центра. Оцiнено можливi долi водню i гелiю у складi планет.

Предложено уравнение состояния смеси металлического водорода и атомарного гелия. Исследованный интервал давлений, температур и плотностей соответствует условиям наибольших планет солнечной системы Юпитера и Сатурна. Считается, что вещество планеты представляет собой смесь протонов, атомов гелия и электронов. Для нахождения давления смеси используется теория возмущений по электрон-протонному и электрон-атомному взаимодействиям. Электронная подсистема рассматривается в приближении случайных фаз. Взаимодействие протонов, атомов, атомов и протонов учитывается в приближении твердых сфер. Проанализирована применимость модели политропного шара для моделирования внутренней структуры Юпитера и Сатурна и предложено конкретное значение индекса политропы. Найдены плотность, давление и температура Юпитера и Сатурна как функции расстояния до их центра. Оценена возможная доля водорода и гелия в составе планет.

Показати повний запис статті