www.6662016.com

客服热线 返回客服热线

在地球上创造一个“超级地球”:极端压强只能一刹时

发布时间:2019-06-09       点击数:132

太阳系生手星的内部对于人类而言,照样是一个谜团,由于在太阳系中基本上只有两大类的走星样本:要么就是体型很幼,由岩石构成的类地走星,比如水星,金星,地球和火星;要么就是主要由气体构成的巨型走星,比如土星和木星。但在近些年,科学家们在太阳系之外其他恒星的周围发现了很纷歧样的走星,比如所谓的“超级地球”——同样岩石质地,但却很大;还有“迷你海王星”——同样由气体构成,但是却幼得众;而且这两类走星的数目益像远大存在,因而并非异类。

很遗憾,正如斯蒂克斯鲁德所说的那样:“这边所请求的压强和温度环境条件都超出了现在实验室技术和实验操作的能力极限之外。”

但是,回答这些题目专门主要,由于它们能够通知吾们在那些迢遥的世界中是否能够存在相通板块行动,岩浆以及磁场,自然还有,那里是否具备正当生命生存的环境。(晨风)

“推而广之”的手段不错,但也存在主要的题目。比如说,在一个压强比地球中央还要超出10倍的极端环境下,金属将具有什么样的性质?这不是将地球中央的情况放大十倍就能够得到结论的。在如此极端的压强环境下,物质的化学性质将展现彻底的转折。

1b42-hwsffzc7678286.jpg

那么实验呢?

然而,由于太阳系内部匮乏相通的走星体能够行为近距离详细钻研的样本,科学家们不得不转而投入基本的物理学和数学计算,以及实验室模拟做事,来尝试回答这类倘若性题目。但云云的计算往往会得到一个盛开式的答案,让人异国头绪。

这边所用的样本专门专门微弱,一块坦平的,面积仅有大约一平方毫米的幼块。而以上描述的整个添炎崩裂过程只不息不超过1纳秒(1亿分之一秒)。当压力波抵达样本背面,整个样本都会刹时破碎。但议决对整个过程的邃密不益看察,杜菲和同事们能够得到在远超现在实验程度的超强压强环境下铁以及其他分子的密度等各栽新闻。

正如众伦众大学走星科学家戴安娜·瓦伦西亚(Diana Valencia)所指出的那样:现在,吾们关于系生手星的晓畅基本照样基于吾们对太阳系走家星的晓畅,随后推而广之。她在今年3月份召开的美国物理学会(APS)会议上呼吁矿物钻研周围的科学家们积极尝试追求这些奇怪走星中央物质的走为和性质题目。

而这栽化学性质的转折将对整个走星的走为产生影响。比如说,科学家们清新超级地球将积储很众的炎量。但他们无法确定原形这个量有众少,而这个题目的答案对于估算相关星球上的板块行动和火山爆发的活跃程度却具有主要参考意义。在地球中央的压强程度下,一些较轻的元素与铁质内核相互熔相符,从而对走星的磁场性质产生影响,但在更高的压强条件下,云云的情况还会发生吗?不清新。甚至超级地球的大幼自己,能够也取决于构成其内核的物质的晶体组织性质。

之以是会产生云云的稀奇组织,是由于在极端压强环境下,原子之间的连接手段被彻底转折。在地球形式,甚至在较深的地下环境中,原子之间仅仅是倚赖外层电子之间的相互作用相关在一首。但在超级地球中央的超强压强环境下,更添内圈的电子将参与进来,并彻底转折这些物质正本的化学逆答性质。

艺术暗示图:系生手星就是指太阳系之外,围绕其他恒星运走的走星体。吾们对于这些迢遥世界几乎一无所知,对它们的内部组织则更添生硬

在地球上,科学家们创造最极端压强环境的做法往往是行使两个由工业钻石制成的尖锥,并行使锻压机之类的设备将两者顶到一首。但要想达到“超级地球”中央所请求的那栽压强,把这两颗钻石压碎都做不到。物理学家们必须另寻他法。他们所找到的这栽手段叫做“动态压缩试验”(dynamic-compression experiments),就像普林斯顿大学矿物物理学家汤姆·杜菲(Tom Duffy)钻研组所做的那样。这栽手段能够产生更挨近于“超级地球”内部的压强环境。但云云做不息的时间只能坚持一刹时,远不到一秒钟。

杜菲外示:“这边的思想是云云的:你行使一束超强激光往照射一个样本,这将导致样本形式被急剧添炎并产生等离子体。受到急剧添炎的样本会骤然升温,幼块样本会崩裂脱离形式,并在样本内部产生一道压力波,这栽效答就像是火箭向前飞走,尾气向后喷射相通。”

在地球上创造一个“超级地球”

但是由于这些走星都沉浸在它们的“太阳”的光辉之中,不益看测难以进走,因此吾们现在对这些系生手星的晓畅照样专门有限。它们的地外是什么样的?构成的物质成分详细是什么?它们拥有磁场吗?这些题目的答案,很大程度上取决于在其中央,处于极端高压环境下的岩石和金属将具有什么样的性质和走为。

现在,科学家们对于这些极端环境下的晶体几乎一无所知。他们不清新这些晶体如何以及何时形成,它们的形式如何,具有什么样的性质。但这些题目的答案对于晓畅那些外星世界的地外情况将具有主要意义——那里原形是被起伏的岩浆遮盖,照样白雪皑皑,亦或是沐浴在来自近邻恒星强烈的辐射海洋之中?而一切这些题目的答案,又一定会逆过来影响到这些走星形式环境的宜居性。

还有许很众众的题目尚需解答,但在这一周围知识的更新速度很快。比如说,2007年2月份发外在《天体物理学杂志》上的第一篇关于超级地球内部组织的论文现在已经被认为是过时的了,由于科学家们后来获得了地球内部相关化学元素的更新数据。

现代科学的极限

添州大学洛杉矶分校理论矿物物理学家拉尔斯·斯蒂克斯鲁德(Lars Stixrude)外示:“因此,吾们预期会在一颗超级地球的中央找到地球上,乃至自然界任何地方都不存在的稀奇晶体。这些物质内部的原子排列将表现只有在极端高压环境下才有能够展现的排列模式。”

点赞 132
分享到:


Powered by www.6662016.com @2018 RSS地图 html地图

Copyright 站群系统 © 2008-2019

top