Роль железа в экзопланетах

15 / 1 / 2022 22:23, автор: Анатолій Колесник
Роль железа в экзопланетах - фото
Концепция художника, показывающая поперечный разрез суперземли с наложенной на мантию камерой мишени NIF, смотрящей в ядро. Credit: John Jett/LLNL

Открытие более 4500 внесолнечных планет вызвало потребность в моделировании их внутренней структуры и динамики. Как оказалось, железо играет ключевую роль.

Об этом рассказывают в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (LLNL), США, передают OstanniPodii.com.

Ученые использовали лазеры в Национальном комплексе лазерных термоядерных реакций (NIF) для экспериментального определения кривой плавления под высоким давлением и структурных свойств чистого железа до 1000 ГПа (почти 10 000 000 атмосфер), что в три раза превышает давление внутреннего ядра Земли и почти в четыре раза больше, чем в любых предварительных экспериментах. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science.

Команда провела серию экспериментов, имитирующих условия, наблюдаемые для количества спускаемого в центр ядра суперземли железа. Эксперименты были выделены в рамках программы NIF "Наука открытий", которая является открытой и доступной всем исследователям.

«Значительное богатство железа внутри каменистых планет делает необходимым понять свойства и реакции железа при экстремальных условиях глубоко в ядрах более массивных планет, подобных Земле», - сказал Рик Краус, физик LLNL и ведущий автор опубликованной работы. «Кривая плавления железа имеет решающее значение для понимания внутренней структуры, тепловой эволюции, а также потенциала генерируемых динамо магнитосфер».

Считается, что как на Земле, магнитосфера является важным компонентом пригодных для жизни планет земной группы. Магнитодинамо Земли генерируется при конвекции в жидком железном внешнем ядре, окружающем внутреннее ядро ​​из твердого железа, и питается за счет скрытого тепла, выделяемого при твердении железа.

Поскольку железо занимает важное место в составе планет земной группы, для прогнозирования происходящего в их недрах требуются подробные и точные физические свойства при экстремальных давлениях и температурах. Свойством железа первого порядка является температура плавления, которая все еще обсуждается для условий недр Земли. Кривая плавления – это самый большой реологический переход, который может испытать материал, от материала с прочностью к материалу без прочности. Именно здесь твердое тело превращается в жидкость, а температура зависит от давления железа.

В ходе экспериментов команда определила длительность действия динамо при твердении ядра до гексагональной плотно упакованной структуры в экзопланетах-суперземлях.

Новости по подобной теме:

«Мы обнаружили, что экзопланеты земной группы с массой в четыре-шесть раз больше Земли будут иметь самые длинные динамо, обеспечивающие важную защиту от космического излучения», — отметил Краус.

Краус сказал: «Кроме нашего интереса к пониманию жизнепригодности экзопланет, методика, которую мы разработали для железа, будет применена к более программно релевантным материалам в будущем», включая Программу США по управлению запасами.

Кривая плавления является невероятно чувствительным ограничением для уравнения модели состояния.

Команда также получила доказательства того, что кинетика затвердевания в таких экстремальных условиях является быстрой, и для перехода из жидкости в твердое требуется всего наносекунды, что позволяет команде наблюдать равновесную границу фазы. «Это экспериментальное понимание улучшает наше моделирование зависимости от времени реакции материала для всех материалов», — отметил Краус.

Помимо команды LLNL, вклад в исследование внесли ученые из Университета Иллинойса в Чикаго, Института наук Карнеги, Рочестерского университета, Сандийской национальной лаборатории, Калифорнийского технологического института, Калифорнийского университета Дэвиса и Калифорнийского университета Лос-Анджелеса.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.


Комментарии:

 

Последние новости:

сегодня:

все новости


 
ПОПУЛЯРНЫЕ НОВОСТИ:
Война в Украине. Оперативная информация на утро 23 мая

06:56, 23 мая 2022 г.
Война в Украине. Оперативная информация на утро 23 мая
 
Война, оперативная информация на вечер 22 мая

18:37, 22 мая 2022 г.
Война, оперативная информация на вечер 22 мая
 
Война, ситуация в Украине на вечер 17 мая

18:52, 17 мая 2022 г.
Война, ситуация в Украине на вечер 17 мая
 
Война, оперативная информация на вечер 23 мая

18:39, 23 мая 2022 г.
Война, оперативная информация на вечер 23 мая
 
Война в Украине. Оперативная информация на утро 19 мая

07:07, 19 мая 2022 г.
Война в Украине. Оперативная информация на утро 19 мая
 
 
ПОХОЖИЕ НОВОСТИ:
Впервые получена подробная информация о темной стороне горячег...

05:44, 22 февраля 2022 г.
Впервые получена подробная информация о темной стороне горячег...
 
Впервые наблюдались планетарные тела в жилой зоне мертвой звезды

06:30, 12 февраля 2022 г.
Впервые наблюдались планетарные тела в жилой зоне мертвой звезды
 
Вокруг ближайшей к Солнцу звезды обнаружена новая планета

18:25, 10 февраля 2022 г.
Вокруг ближайшей к Солнцу звезды обнаружена новая планета
 
Пухлые планеты теряют атмосферу и становятся суперземлями

10:03, 5 февраля 2022 г.
Пухлые планеты теряют атмосферу и становятся суперземлями
 
Экстремальная экзопланета имеет сложную и экзотическую атмосферу

07:32, 31 января 2022 г.
Экстремальная экзопланета имеет сложную и экзотическую атмосферу
 
Цей сайт та сторонні віджети на ньому використовують COOKIE, що необхідно для повноцінної роботи сайту. “Куки” – це безпечна технологія збирання аналітичної інформації про відвідувачів. Їх можна відключити у налаштуваннях Вашого браузера. Погодитися на використання Cookie