آخرین خبرها

تیم آزمایشگاهی با استفاده از لیزرهای غول پیکر اکسید آهن را آشکار می کند و فضای مخفی داخلی سیارات فراخورشیدی سنگی را فاش می کند

تصویر: ارائه ای هنری از ساختار داخلی زمین (چپ) در مقایسه با یک سیاره سنگی بزرگ (راست). منبع : جان جت و فدریکا کوپاری / LLNL.

پیشرفت در مشاهدات نجومی منجر به کشف تعداد فوق العاده ای از سیارات فراخورشیدی شده است ، که تصور می شود برخی از آنها دارای ترکیب سنگی مشابه زمین هستند. یادگیری بیشتر در مورد ساختار داخلی آنها می تواند سرنخ های مهمی در مورد سکونت احتمالی در آنها ارائه دهد.

تیمی از محققان با هدایت آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور (LLNL) قصد دارند برخی از این اسرار را با درک خواص اکسید آهن – یکی از ترکیبات گوشته زمین – در فشارها و دمای شدید که در فضای داخلی وجود دارد ، باز کنند. نتایج آزمایشات آنها امروز در Nature Geoscience منتشر شد.

“به دلیل مقدار محدود داده موجود ، اکثر مدلهای ساختار داخلی برای سیارات خارجی سنگی یک نسخه کوچک از زمین را متشکل از یک هسته آهنی ، احاطه شده توسط یک گوشته تحت سلطه سیلیکاتها و اکسیدها فرض می کنند. با این حال ، این روش از خصوصیات مختلفی که ممکن است مواد تشکیل دهنده در فشارهای بیش از حد موجود در داخل زمین داشته باشند غفلت می کند. فدریکا کوپاری ، فیزیکدان LLNL و نویسنده اصلی این مطالعه گفت “با افزایش روزافزون تعداد سیارات فراخورشیدی تأیید شده ، از جمله آنهایی که طبیعتاً سنگلاخی هستند ، دستیابی به درک بهتری از نحوه رفتار عناصر سازنده سیاره ای آنها در اعماق چنین اجسامی بسیار مهم است.”

محققان با استفاده از لیزرهای عظیم در تاسیسات لیزری امگا دانشگاه روچستر ، نمونه ای از اکسید آهن را به حدود ۷ مگابار (یا Mbar – 7 میلیون برابر فشار اتمسفر زمین) فشار دادند ، شرایطی که در فضای داخلی سیارات بیرونی سنگلاخی تقریباً پنج برابر بیشتر از زمین است. آنها لیزرهای اضافی را در یک ورق کوچک فلزی منفجر کردند تا یک ضربان کوتاه از اشعه ایکس ایجاد کنند ، به اندازه کافی روشن که بتواند عکس پراش اشعه ایکس از نمونه فشرده را به دست آورد.

کوپاری گفت: “زمان دقیق دقیق است زیرا اوج فشار فشار بیش از ۱ میلیاردیم ثانیه حفظ نمی شود.” از آنجا که پراش اشعه ایکس به طور منحصر به فرد برای اندازه گیری فاصله بین اتم ها و نحوه قرارگیری آنها در یک شبکه بلوری مناسب است ، تیم تحقیق دریافت که وقتی اکسید آهن در فشارهای بیش از ۳ مگابایت فشرده می شود – فشار هسته داخلی زمین – به فاز دیگری تبدیل می شود ، جایی که اتم ها متراکم تر از هم بسته می شوند.

کوپاری گفت: “یافتن ساختار اکسید آهن با فشار بالا در شرایطی که بیش از شرایط موجود در داخل زمین است بسیار جالب است زیرا انتظار می رود این فرم ویسکوزیته بسیار کمتری از ساختار بلوری موجود در شرایط محیط و گوشته زمین داشته باشد.”

این تیم با ترکیب داده های جدید با اندازه گیری های قبلی در مورد اکسید منیزیم ، یکی دیگر از عناصر اصلی تشکیل دهنده سیاره های سنگی ، مدلی ساخت تا درک کند که چگونه انتقال فاز در اکسید آهن می تواند بر توانایی آنها در مخلوط شدن تأثیر بگذارد. آنها دریافتند که گوشته سیارات فراخورشیدی بزرگ زمینی می تواند بسیار متفاوت از آنچه معمولاً تصور می شود باشد ، احتمالاً دارای ویسکوزیته ، هدایت الکتریکی و خصوصیات رئولوژیکی بسیار متفاوت است.

کوپاری گفت: “شرایط شدیدتر که در داخل ابرخاکی های سنگی بزرگ پیش بینی می شود ، ظهور یک کانی شناسی پیچیده و جدید است که در آن مواد تشکیل دهنده مخلوط می شوند (یا مخلوط نمی شوند) ، جریان می یابند و تغییر شکل می دهند ، کاملاً متفاوت از گوشته زمین. “اختلاط نه تنها در شکل گیری و تکامل سیاره نقش دارد ، بلکه به طور چشمگیری رئولوژی و هدایت را تحت تأثیر قرار می دهد ، که در نهایت به قابلیت سکونت آن مربوط می شود.”

با نگاهی به آینده ، انتظار می رود این تحقیق مطالعات تجربی و نظری بیشتری را با هدف درک خواص اختلاط مواد سازنده در فشارهای بی سابقه و شرایط دمایی تحریک کند.

وی گفت: “چیزهای زیادی برای یادگیری در مورد مواد در شرایط شدید و حتی بیشتر در مورد شکل گیری و تکامل سیاره وجود دارد.” “اینکه فکر کنیم آزمایشات آزمایشگاهی ما می توانند با وضوح بی سابقه ای به ساختار داخلی سیاره ها نگاه کنند و به درک عمیق تری از جهان کمک کنند ، گیج کننده است.”

درباره‌ی journaladmin

علی نوری / دانشجوی مقطع کارشناسی دانشگاه آیت الله بروجردی

حتما ببینید

علامت شیمیایی آهن، دمای ابرغول های قرمز را پیش بینی می کند

تصویر: ابرغول قرمز به عنوان یک ستاره ستاره ای قرمز بین دو ابر نارنجی ظاهر …

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.