Водород - самый простой элемент во Вселенной, состоящий из одного протона и одного электрона. Он также является наиболее распространенным, составляя около 75 процентов всей нормальной материи.
Внутри газовых ядер планет-гигантов, таких как Юпитер, Нептун и Сатурн, водород является основным компонентом. Но пока он остается молекулярным газом на поверхности, внутри водород превращается в металл в глубоких недрах планет.
Процесс, с помощью которого это происходит, до сих пор оставался загадкой. Команда исследователей использовала систему искусственного интеллекта, чтобы воссоздать процесс преобразования водорода, обнаружив, что в основе этого монументального изменения состояния лежит постепенный и плавный процесс.
В среде с низким давлением водород представляет собой газ. Но по мере увеличения давления внутри этих гигантских планет расстояние между различными молекулами водорода уменьшается, и ковалентные связи внутри молекул водорода разрываются. Затем атомы водорода переходят в жидкое состояние, и электроны отрываются от атомов. Эти электроны становятся электронами, находящимися в металле, и поэтому газ превращается в металл, который проводит электричество.
Даже ниже точки кипения 100 градусов по Цельсию вода все еще находится в жидком состоянии и внезапно превращается в газ после кипячения. Но внутри планет-гигантов изменение постепенное.
Центр Юпитера и других подобных ему планет-гигантов сильно отличается от центра Земли. У Земли есть скалистое ядро, состоящее из тяжелых элементов, таких как железо и кремний, а Юпитер, Нептун, Уран, Сатурн и многие известные экзопланеты состоят в основном из газа.