Юпітер — це газовий гігант, і його склад суттєво відрізняється від планет земної групи. Щоб зрозуміти, чи можливе там горіння, варто детальніше розглянути, з чого складається його атмосфера.
Склад атмосфери Юпітера
Найпоширенішим елементом на Юпітері є водень. За кількістю атомів він становить близько 90% атмосфери, а за масою — приблизно 75%. У верхніх шарах атмосфери водень перебуває у звичному для нас газоподібному стані. Однак у міру заглиблення тиск зростає до мільйонів атмосфер, і під його дією водень змінює свій стан: спочатку він перетворюється на рідину, а ще глибше — на рідкий металевий водень. Ця екзотична форма речовини має властивості металу, зокрема є хорошим провідником електрики, і саме шар металевого водню генерує потужне магнітне поле Юпітера.
Друге місце за поширеністю займає гелій. Він становить близько 10% від кількості атомів (або 24% за масою). Як і водень, гелій існує в газоподібному стані у верхніх шарах і, ймовірно, у рідкому — в глибших.
Решта ~1% складу припадає на інші сполуки, такі як метан, аміак та вода. Але якщо водню настільки багато, виникає логічне запитання, пов'язане з його відомою горючістю.
Аналогія з дирижаблями та ключова відмінність
Раніше дирижаблі часто наповнювали воднем через його низьку щільність, що забезпечувало високу підіймальну силу. Однак після таких подій, як катастрофа «Гінденбурга», від водню відмовилися на користь гелію.
Тут важливо уточнити фізику процесу: «Гінденбург» згорів не тому, що водень сам по собі вибухонебезпечний, а тому, що він вступив у реакцію з киснем у земній атмосфері. Горючість водню проявляється виключно у присутності окисника.
То що ж буде, якщо спробувати підпалити Юпітер? Чи може гігантська газова куля спалахнути?
Чому Юпітер не загориться
Відповідь полягає у відсутності ключового елемента, необхідного для хімічного горіння: вільного кисню. Згадайте, що потрібно для звичайного вогню:
- Паливо (наприклад, деревина або водень).
- Джерело запалювання (іскра).
- Окисник (речовина, що підтримує горіння, найчастіше — кисень).
На Юпітері є величезна кількість палива (водню) і ми можемо уявити джерело запалювання (сірник). Однак третього компонента — вільного окисника — в його атмосфері практично немає. Певна кількість атомів кисню там є, але вони вже давно прореагували з надлишком водню і перебувають у хімічно зв'язаному стані, переважно у формі води, яка знаходиться в глибших шарах атмосфери. Для горіння ж потрібен саме вільний кисень у вигляді молекул.
Гелій, другий основний компонент атмосфери, є інертним газом. Це означає, що його зовнішня електронна оболонка повністю заповнена, що робить його хімічно неактивним. Він не вступає в реакції горіння чи окислення за умов, що існують на Юпітері.
Що насправді станеться із сірником?
Якби ми могли якимось чином запалити сірник в атмосфері Юпітера, відбувся б цікавий процес. Головка сірника містить у своєму складі не тільки горючу речовину, але й власний окисник (наприклад, бертолетову сіль). Тому вона б спалахнула на короткий час, навіть за відсутності кисню навколо. Але цей спалах був би дуже коротким і локальним. Дерев'яна частина сірника, для горіння якої потрібен зовнішній кисень, не загорілася б. Полум'я не змогло б поширитися на навколишню атмосферу Юпітера, оскільки водню просто не було б з чим реагувати.
Не хімічне, а ядерне «горіння»
Звісно, існує інший тип «горіння» — термоядерний синтез, процес, що живить зорі. Якби ми змогли нагріти водень до мільйонів градусів за екстремального тиску, ми б запустили реакцію перетворення водню на гелій, створюючи мініатюрну зорю.
Юпітер іноді називають «невдалою зіркою», оскільки він має схожий на сонячний склад, але йому не вистачає маси. Щоб гравітація стиснула його ядро настільки, щоб запустити термоядерний синтез, він мав би бути приблизно у 80 разів масивнішим.
Найкращим доказом неможливості займання Юпітера є реальна подія. У 1994 році в планету врізалися уламки комети Шумейкерів-Леві 9. Енергія від цих зіткнень була еквівалентна мільйонам ядерних бомб. Це викликало потужні вибухи та нагрівання атмосфери, але не призвело до жодної ланцюгової реакції горіння.
Таким чином, Юпітер не спалахне. Для вогню потрібна не лише іскра і паливо, а й важливий компонент — окисник, якого в атмосфері газового гіганта у вільній формі немає.
