Forskere brukte gigantisk laser for å forstå eksoplanetdannelsen

Fremskritt innen astronomiske observasjoner har ført til oppdagelsen av et ekstraordinært antall ekstrasolare planeter,

noen av dem antas å ha en steinete sammensetning som ligner på jorden. Å studere deres indre struktur mer detaljert kan gi viktige ledetråder om deres potensielle beboelighet.

"På grunn av det begrensede volumet tilgjengeligBasert på data antyder de fleste modeller av den indre strukturen til steinete eksoplaneter en større versjon av Jorden, bestående av en jernkjerne omgitt av en mantel dominert av silikater og oksider. Imidlertid ignorerer denne tilnærmingen i stor grad de forskjellige egenskapene som bestanddeler kan ha ved trykk som er større enn de som eksisterer inne i jorden."

Federica Coppari, fysiker

Bruke gigantiske lasere på en lasermaskinOmega ved University of Rochester har forskere komprimert en jernoksidprøve til nesten 7 megabars (eller Mbar, som er 7 millioner ganger jordens atmosfæriske trykk), forhold som forventes i tarmene til steinete eksoplaneter omtrent fem ganger mer massive enn jorden. De siktet ekstra lasere mot en liten metallfolie for å lage en kort puls av røntgenstråler, lyse nok til at de kunne ta et røntgendiffraksjonsbilde av en komprimert prøve.

Den nøyaktige tiden er kritisk forditopptrykkstilstanden vedvarer ikke mer enn en milliarddel av et sekund. Fordi røntgendiffraksjon er unik for måling av avstanden mellom atomer og hvordan de er organisert i et krystallgitter, fant teamet at når jernoksid komprimeres til et trykk over 3 Mbar (trykket fra jordens kjerne), det går inn i en annen fase der atomene er tettere pakket.

Kombinere nye data med tidligere målingermagnesiumoksid, en annen nøkkelkomponent av steinete planeter, laget teamet en modell for å forstå hvordan faseovergangen i jernoksid kan påvirke deres evne til å blande. De fant ut at mantelen til store terrestriske eksoplaneter kan være veldig forskjellig fra en som har veldig forskjellig viskositet, elektrisk ledningsevne og reologiske egenskaper.

Mer ekstreme forhold forventes innestore steinete superjordar, bidrar til fremveksten av en ny kompleks mineralogi der bestanddelene blandes (eller ikke blandes), flyter og deformeres på en helt annen måte enn i jordens mantel. Blanding spiller ikke bare en rolle i dannelsen og utviklingen av planeten, men påvirker også reologi og ledningsevne betydelig, som til slutt er relatert til dens beboelighet.

Ser vi fremover, forventes denne studien åvil stimulere videre eksperimentell og teoretisk forskning med sikte på å forstå blandingsegenskapene til bestanddeler under enestående trykk og temperaturforhold.

Les mer:

Abort og vitenskap: hva vil skje med barna som skal føde.

Det største isfjellet i verden kollapset, fragmenter stormet nordover. Er det farlig?

I Korea har de laget et solcellepanel som kan rulles sammen.

Se på 8 billioner piksler av Mars.