Framsteg inom astronomiska observationer har lett till upptäckten av ett extraordinärt antal extrasolära planeter,
"På grund av den begränsade volymen tillgängligaBaserat på data föreslår de flesta modeller av den inre strukturen hos steniga exoplaneter en större version av jorden, bestående av en järnkärna omgiven av en mantel som domineras av silikater och oxider. Men detta tillvägagångssätt ignorerar till stor del de olika egenskaper som ingående material kan ha vid tryck som är större än de som finns inne på jorden."
Federica Coppari, fysiker
Använda jättelaser på en lasermaskinOmega vid University of Rochester har forskare komprimerat ett järnoxidprov till nästan 7 megabar (eller Mbar, vilket är 7 miljoner gånger jordens atmosfärstryck), förutsättningar i tarmarna på steniga exoplaneter ungefär fem gånger mer massiva än jorden. De riktade ytterligare lasrar mot en liten metallfolie för att skapa en kort puls av röntgenstrålar, tillräckligt ljusa för att de skulle kunna ta en röntgendiffraktionsbild av ett komprimerat prov.
Den exakta tiden är kritisk eftersomtopptryckstillståndet kvarstår i högst en miljardedel av en sekund. Eftersom röntgendiffraktion är unikt lämpad för att mäta avståndet mellan atomer och hur de är organiserade i ett kristallgitter, fann teamet att när järnoxid komprimeras till ett tryck som överstiger 3 Mbar (trycket från jordens kärna), det går in i en annan fas där atomerna är tätare packade.
Kombinera ny data med tidigare mätningarmagnesiumoxid, en annan viktig komponent i steniga planeter, byggde teamet en modell för att förstå hur fasövergången i järnoxid kan påverka deras förmåga att blanda. De fann att manteln på stora markbundna exoplaneter kan skilja sig mycket från en som har mycket olika viskositet, elektrisk ledningsförmåga och reologiska egenskaper.
Mer extrema förhållanden förväntas inutistora steniga superjordar, bidrar till framväxten av en ny komplex mineralogi där de ingående materialen blandas (eller inte blandas), flyter och deformeras på ett helt annat sätt än i jordens mantel. Blandning spelar inte bara en roll i bildandet och utvecklingen av planeten utan påverkar också väsentligt reologi och konduktivitet, som i slutändan är relaterade till dess bebobarhet.
Framöver förväntas denna studie göra detkommer att stimulera ytterligare experimentell och teoretisk forskning som syftar till att förstå blandningsegenskaperna hos ingående material under oöverträffade tryck och temperaturförhållanden.
Läs mer:
Abort och vetenskap: vad kommer att hända med barnen som kommer att föda.
Det största isberget i världen kollapsade, fragment rusade norrut. Är det farligt?
I Korea har de skapat en solpanel som kan rullas upp.
Titta på 8 biljoner pixlar av Mars.