加入收藏 设为首页

分类中心

新闻资讯 cnc娱乐 > 新闻资讯 > 天文学家模拟“超级地球”内部的情况

天文学家模拟“超级地球”内部的情况

发布时间:2018-05-14

艺术家对“超级地球”的印象。美国宇航局

通过将强烈的X射线束对准铁样品,科学家们研究了“超级地球”行星的核心,其尺寸是地球的三倍。由约翰霍普金斯大学和普林斯顿大学科学家领导的研究小组是第一个对这些系外行星深部内部进行直接实验的研究小组,它揭示了以前仅限于外推和理论计算的内容。

这些结果也标志着有史以来记录的最高压力衍射数据,今天发表在“科学进展”杂志上。

因为超级地球在我们的太阳系中没有直接的类似物,所以科学家希望更多地了解它们的结构和组成,从而洞悉我们星系中可能存在的行星结构的类型。但是有两个关键障碍。首先,科学家没有直接测量我们自己的行星核心,从中推断出来。其次,超级地球的内部压力是地球中心压力的10倍,远远超出了传统测量手段的范围。

激光斜坡压缩实验的实验装置。 (A)激光驱动器聚焦在C / Au / C / Fe-Si / C或C / Fe-Si / LiF目标封装的正面金刚石表面上的800微米点上,直径针孔。 (B)金刚石推进器表面的烧蚀产生迅速膨胀的等离子体,通过推进器/样品/窗口界面发射压力波。对于本实验中使用的薄样品,由于跨越边界的阻抗不匹配,Fe-Si合金层内的混响迅速平衡压力。 (C)PXRDIP诊断示意图。来自Cu,Fe或Ge箔的激光产生的等离子体发射的准单色x射线(左侧,记录的x射线发射光谱)从目标包装衍射,并且通过与箱内部成线的图像板记录。后孔提供了速度干涉测量(VISAR)的通道。科学进展,2018年4月25日,DOI:10.1126 / sciadv.aao5864

由约翰霍普金斯大学地球与行星科学系助理教授June K. Wicks领导的这个团队在普林斯顿做了一名副研究学者的工作,他将一束短而强烈的激光束照射到两个铁样品上:一个类似于地球核心的模型组成,另一个更像是富硅行星。他们将这些样品压缩了几十亿分之一秒,但是足够长的时间足以用一束明亮的X射线探测原子结构。

他们发现了关于晶体结构的重要信息 - 这是关于一颗行星的基础的难题之一。一颗行星的核心从磁场和热演变到质量半径关系都会产生影响。

在超高压下,下硅合金组织成六方密堆晶体结构,而较高硅合金则采用体心立方堆积。

“这种原子差异有巨大的影响,”威克斯说。 “晶体结构的知识是构成行星内部的材料的最基本的信息,因为晶体结构遵循所有其他物理和化学特性。”

接下来,Wicks和她的同事计划研究其他轻元素(如碳或硫)如何在超高压条件下影响铁的结构和密度。他们也希望继续建立更多的系外行星内部信息模型。

作者还包括劳伦斯利弗莫尔国家实验室和罗切斯特大学的科学家。

该研究由国家核安全局通过国家激光用户设施项目DE-NA0002154和DE-NA0002720以及劳伦斯利弗莫尔国家实验室15-ERD-012的实验室指导研究和开发项目资助。

出版物:June K. Wicks等人的“晶体结构和Fe-Si合金在超地球核心条件下的状态方程”,Science Advances,2018年4月25日:Vol。 4,没有。 4,eaao5864; DOI:10.1126 / sciadv.aao5864

更多
上一篇:在这一天在太空!1964年5月13日:阿波罗航天器发射中止测试 下一篇:跨文化和世代的认知技能差异