Ученым известно, что планеты-гиганты состоят преимущественно из гелия и водорода. Изучение взаимодействия этих двух веществ при высоких температуре и давлении является необходимым условием понимания процессов, происходящих внутри гигантов.

Поскольку условия, аналогичные тем, которые имеют место внутри Юпитера и Сатурна, очень сложно получить в лаборатории, основным методом изучения взаимодействия гелия и водорода является компьютерная симуляция, построенная по законам термодинамики. Именно при помощи моделирования на суперкомпьютере ученые из Университета Иллинойса изучали, что происходит со смесью гелия и водорода при температурах в пределах от четырех до десяти тысяч градусов по Цельсию.

Ученым удалось установить, что с ростом давления гелий и водород в этой смеси разделяются (то есть перестают смешиваться). При этом первый может образовывать капли, которые падают в направлении центра планеты (у газовых гигантов отсутствует поверхность, поэтому атмосферные процессы, на самом деле, происходят внутри этих планет). Более того, по словам исследователей, результаты компьютерного моделирования показывают, что гелий и водород разделены в большей части Сатурна. Данные результаты противоречат существующим теориям формирования и эволюции газовых гигантов, однако хорошо согласуются с результатами наблюдений.

Гелиевый дождь может иметь отношение к другой загадке газовых гигантов. Известно, что они излучают тепла больше, чем получают от Солнца. По словам исследователей, падение капель в направлении центра планеты приводит к высвобождению дополнительной энергии, которая и отвечает за избыток излучаемого тепла.