氦雨模擬圖片基本簡介
氦雨，是在土星、木星等大體積巨型行星上存在的天文現象，是由液態的氦組成。美國科學家宣布，在土星上很可能存在著頻繁的“氦雨”現象。
分布範圍
除了土星，在像木星這樣主要由氫和氦兩種元素組成的巨型行星上其實也存在著類似的現象。通過研究氫、氦兩種元素在高溫高壓環境中的相互作用情況，推斷巨型行星表面大氣運動過程（如降雨和氣候情況）的。
發生條件
要想在實驗室條件下真實地模擬出土星或木星內部的環境是極其困難的，為此，專家們在研究過程中使用的是一套根據熱流體力學定律構建的特殊計算機模型。在這套特殊計算機模型的幫助下，伊利諾伊大學的研究人員成功模擬出了土星上的氣體運動過程，從而能夠對氫氦兩種元素的混合物在四千至一萬攝氏度高溫範圍內時的相互作用情況進行分析。
在試驗中證實，隨著壓力的不斷上升，土星上原本混合在一起的氦和氫會逐漸發生分離。在此過程中，液態的氦會凝結成液滴並開始向土星表面下落，形成所謂的“氦雨”現象。。當然，準確地說應該是向土星的中心方向下落，因為土星和木星均為氣態行星，並沒有我們平常所說的固態表面。在這些氣態行星上的大氣運動均應看作是在行星內部發生的運動。與此同時，計算機模型的運算結果還表明，土星上的氦和氫兩種元素幾乎全都處於分離的狀態，而不想是原先認為的那樣處於混合狀態。
伊利諾伊大學的科學家表示，這一最新研究成果與之前有關氣態行星大氣運動過程的理論相悖，但卻與觀測結果吻合得很好。
理論難題
“氦雨”理論的提出將有助於解釋與土星和木星這類巨行星有關的一項難題。觀測顯示，木星和土星向外部空間釋放的熱量要明顯多於它們從太陽獲得的熱量。
伊利諾伊大學的科學家解釋說，“氦雨”在下落過程中會釋放出大量的熱能。而計算機模型運算的結果表明，“氦雨”所釋放出的熱量是與木星和土星“多”釋放出的熱量總額相當的。
形成原因
加州大學伯克利分校地球行星科學和天文學助理教授伯克哈特· 米莉茲爾（Burkhard Militzer）說：“氦雨滴形成於土星氫氣雲下10000公里到13000公里的地方（6000-8000英里），這裡壓力和溫度都很高，不能確定氫氣和氦是氣體或是液體。它們都是流動的，所以所謂的氦雨其實是流動的氦氣凝結和氖氣凝結。”
研究推測
研究者的推測結果將有助於制定出木星內部模型以及其它行星的內部模型。行星內部建模已經成為熱門研究領域。米莉茲爾和威爾遜都是建模小組成員，他們使用“密度泛函理論”來預測木星內部的性質，即隨著木星中心的溫度和壓力的增加，其主要成分氫和氦發生變化。雖然金剛石砧壓槽試驗可以產生地核的壓力，但木星中心的條件過於苛刻，以至於在試驗室無法產生。200年，米莉茲爾通過計算機模擬，得出結論：木星的岩石核心被厚厚的甲烷、水和氨冰所包圍。
