Моделювання умов на поверхні гігантських планет

Використовуючи імпульси променя світла потужного лазера, вчені отримали надзвичайно високі температури й тиску, які відповідають умовам навколишнього середовища на поверхнях величезних кам’янистих планет, званих суперземлями, і на поверхнях гігантських зледенілих планет, таких, як Нептун і Уран. Ці експерименти дозволяють вченим власні очі побачити те, на що можуть бути схожі ландшафти цих планет, і, згідно з отриманими експериментальними даними, поверхня більшості суперземель повинна бути покрита океанами розплавлених порід, рух яких генерує сильні магнітні поля. Такі планети, з великим відсотком ймовірності, мають тверде кам’яне ядро і, незважаючи на їх назву, є повним антиподом Землі, яка, як відомо, має рідке розплавлене ядро, оточене шаром твердих порід.

За минулі два десятиліття астрономи виявили та підтвердили факти існування більш ніж 1800 планет, що обертаються навколо далеких зірок. Серед цих планет зустрічаються планети самих різних типів, включаючи типи, які не зустрічаються на нашій Сонячній системі, такі, як суперземли, кам’янисті планети, розміри і маса яких перевищують розміри і масу Землі в десять і більше разів.

З-за великої маси планет, нутрощі цих суперземлель піддаються впливу набагато більш високого тиску, ніж нутрощі Землі. Але вченим до останнього часу було невідомо, як впливають подібні тиску і температури на кварц та інші породи. Саме високий тиск, якому було піддано зразки кварцу на Землі, що становило 100 ГПа, що у мільйон разів більше атмосферного тиску на рівні моря.

За допомогою лазера вчені піддали зразки впливу тиску в 500 ГПа, що відповідає тиску на границі ядра і мантії планети, маса якої в п’ять разів перевищує масу Землі.

Експериментальні дані показали, що

при тиску в 500 ГПа температура плавлення кварцу підвищується від 1650 до 8025 градусів за шкалою Цельсія.

«Температура плавлення кварцу при такому тиску майже відповідає температурі плавлення заліза в таких же умовах», – розповідає Маріус Миллот (Marius Millot), вчений-фізик з Національної лабораторії Лоуренса Лівермора в, – «Це дозволяє нам припустити, що на поверхні і під поверхнею величезних кам’янистих планет існують океани магми, що складається з розплавлених силікатів, змішаних з розплавленим залізом, яке є джерелом сильних магнітних полів».

Крім деяких нових знань і припущень щодо структури гігантських кам’янистих планет, проведені вченими експерименти дозволяють зробити припущення про структуру деяких планет нашої Сонячної системи.

«Наявна інформація та отримані нами результати експериментів вказують на те, що саме кварц та інші силікати можуть бути основним матеріалом, з якого складаються нутрощі крижаних гігантів, таких як Нептун і Уран, а також і газових гігантів, таких, як Юпітер і Сатурн» – розповів Маріус Миллот.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *