Fortschritte in der astronomischen Beobachtung haben zur Entdeckung einer außergewöhnlich großen Zahl extrasolarer Planeten geführt.
„Aufgrund des begrenzten verfügbaren VolumensBasierend auf Daten deuten die meisten Modelle der inneren Struktur felsiger Exoplaneten auf eine größere Version der Erde hin, die aus einem Eisenkern besteht, der von einem Mantel umgeben ist, der von Silikaten und Oxiden dominiert wird. Dieser Ansatz ignoriert jedoch weitgehend die unterschiedlichen Eigenschaften, die die Bestandteile bei Drücken haben können, die höher sind als diejenigen, die im Inneren der Erde herrschen.
Federica Coppari, Physikerin
Verwendung von Riesenlasern auf einer LasermaschineOmega an der Universität von Rochester haben Forscher eine Eisenoxidprobe auf fast 7 Megabar (oder Mbar, was dem 7-Millionen-fachen des atmosphärischen Drucks der Erde entspricht) komprimiert. Diese Bedingungen werden im Darm von felsigen Exoplaneten etwa fünfmal so massereich wie die Erde erwartet. Sie richteten zusätzliche Laser auf eine kleine Metallfolie, um einen kurzen Röntgenstrahlimpuls zu erzeugen, der hell genug war, um ein Röntgenbeugungsbild einer komprimierten Probe aufzunehmen.
Die genaue Zeit ist da kritischDer Spitzendruckzustand hält nicht länger als eine Milliardstel Sekunde an. Da die Röntgenbeugung in einzigartiger Weise zur Messung des Abstands zwischen Atomen und ihrer Organisation in einem Kristallgitter geeignet ist, stellte das Team fest, dass Eisenoxid auf einen Druck von mehr als 3 Mbar (den Druck des Erdkerns) komprimiert wird. es geht in eine andere Phase, in der die Atome dichter gepackt sind.
Kombinieren neuer Daten mit früheren MessungenMagnesiumoxid, eine weitere Schlüsselkomponente felsiger Planeten, erstellte ein Modell, um zu verstehen, wie sich der Phasenübergang in Eisenoxid auf ihre Mischfähigkeit auswirken könnte. Sie fanden heraus, dass sich der Mantel großer terrestrischer Exoplaneten stark von einem Mantel unterscheiden kann, der sehr unterschiedliche Viskosität, elektrische Leitfähigkeit und rheologische Eigenschaften aufweist.
Im Inneren werden extremere Bedingungen erwartetGroße felsige Supererden tragen zur Entstehung einer neuen komplexen Mineralogie bei, in der sich die Bestandteile auf völlig andere Weise als im Erdmantel mischen (oder nicht mischen), fließen und verformen. Das Mischen spielt nicht nur eine Rolle bei der Bildung und Entwicklung des Planeten, sondern beeinflusst auch die Rheologie und Leitfähigkeit erheblich, die letztendlich mit seiner Bewohnbarkeit zusammenhängen.
Mit Blick auf die Zukunft wird diese Studie voraussichtlichwird weitere experimentelle und theoretische Forschungen anregen, die darauf abzielen, die Mischeigenschaften von Materialbestandteilen unter beispiellosen Druck- und Temperaturbedingungen zu verstehen.
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