Les progrès des observations astronomiques ont conduit à la découverte d'un nombre extraordinaire de planètes extrasolaires,
"En raison du volume limité de ressources disponiblesSur la base des données, la plupart des modèles de la structure interne des exoplanètes rocheuses suggèrent une version plus grande de la Terre, constituée d'un noyau de fer entouré d'un manteau dominé par des silicates et des oxydes. Cependant, cette approche ignore largement les différentes propriétés que les matériaux constitutifs peuvent avoir à des pressions supérieures à celles qui existent à l’intérieur de la Terre. »
Federica Coppari, physicienne
Utilisation de lasers géants sur une machine laserOmega à l'Université de Rochester, des chercheurs ont comprimé un échantillon d'oxyde de fer à près de 7 mégabars (ou Mbar, soit 7 millions de fois la pression atmosphérique de la Terre), conditions attendues dans les entrailles d'exoplanètes rocheuses environ cinq fois plus massives que la Terre. Ils ont visé des lasers supplémentaires sur une petite feuille métallique pour créer une courte impulsion de rayons X, suffisamment brillante pour leur permettre de prendre une image par diffraction des rayons X d'un échantillon comprimé.
L'heure exacte est critique carl'état de pression de pointe ne persiste pas plus d'un milliardième de seconde. Parce que la diffraction des rayons X est particulièrement adaptée pour mesurer la distance entre les atomes et comment ils sont organisés en un réseau cristallin, l'équipe a constaté que lorsque l'oxyde de fer est comprimé à une pression supérieure à 3 Mbar (la pression du noyau terrestre), il entre dans une autre phase où les atomes sont plus denses.
Combinaison de nouvelles données avec des mesures précédentesl'oxyde de magnésium, un autre composant clé des planètes rocheuses, l'équipe a construit un modèle pour comprendre comment la transition de phase dans l'oxyde de fer pourrait affecter leur capacité à se mélanger. Ils ont découvert que le manteau des grandes exoplanètes terrestres peut être très différent de celui qui a une viscosité, une conductivité électrique et des propriétés rhéologiques très différentes.
Des conditions plus extrêmes attendues à l'intérieurles grandes super-terres rocheuses, contribuent à l'émergence d'une nouvelle minéralogie complexe dans laquelle les matériaux constitutifs se mélangent (ou ne se mélangent pas), s'écoulent et se déforment d'une manière complètement différente que dans le manteau terrestre. Le mélange joue non seulement un rôle dans la formation et l'évolution de la planète, mais affecte également de manière significative la rhéologie et la conductivité, qui sont finalement liées à son habitabilité.
Pour l'avenir, cette étude devraitstimulera d'autres recherches expérimentales et théoriques visant à comprendre les propriétés de mélange des matériaux constitutifs dans des conditions de pression et de température sans précédent.
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