天文学家模拟“超级地球”内的条件

时间：2021-08-03 08:52:13 来源：

艺术家对“超地球”的印象。美国宇航局

通过针对铁样品的激烈的X射线束，科学家研究了“超地球”行星的核心，这是地球大小的三倍。由约翰霍普金斯大学和普林斯顿大学科学家领导的团队是第一个在这些外产上的深层内部进行直接实验，揭示了对先前限制的内容和理论计算的洞察力。

结果，也标志着曾经记录的最高压力衍射数据，今天发表在“科学”期刊上发表。

由于超大地球在太阳系中没有直接类似物，因此科学家希望更多地了解他们的结构和组成，将导致在我们的星系中可能存在的行星架构类型的洞察。但有两个关键障碍。首先，科学家没有直接测量我们自己的行星核心，从中推开。其次，超地球内部压力在地球中心的压力下的压力高达10倍，远远超出传统测量策略的范围。

激光斜坡压缩实验的实验设置。（a）激光器集中于C / Au / C /μ Fe-Si / C / Fe-Si / LiF靶包的前金刚石表面上的800m斑点，它以300 m直径的针孔为中心。μ（b）金刚石推动器的表面的消融产生快速扩展的等离子体，其通过推动器/样品/窗口接口发动压力波。对于本实验中使用的薄样本，由于跨越边界的阻抗不匹配而导致的Fe-Si合金层内的混响迅速平衡压力。（c）PXRDIP诊断的示意图。来自Cu，Fe，Fe箔（左，记录的X射线发射光谱）的激光产生的等离子体发射的准单色X射线从目标封装衍射并被盒内部线的图像板记录。后孔径提供速度干涉测量（VISAR）.cience进展，2018年4月25日，DOI：10.1126 / sciadv.aao5864.

由6月K. Wick领导的团队，约翰霍普金斯的助理教授，霍普金斯的地球和行星科学系，他作为普林斯顿的副教育学者进行了一项副作者，指导了一个简短但强烈的激光束到两种铁样本：一个类似于地球核心的建模组成，另一个更像是富含硅球的行星。它们仅压缩了这些样本，仅为几亿秒的一秒，但足够长的时间来使用明亮的X射线的脉冲探测原子结构。

他们发现了有关晶体结构的重要信息 - 关于地球基础的拼图最关键的部分之一。行星的核心从其磁场和热量进化到其质量半径关系的核心。

在超高压下，较低硅合金组织成六边形封闭晶体结构，而较高硅合金采用以上为中心的立方体包装。

“这种原子差异具有巨大的影响，”威尔士说。“晶体结构的知识是关于构成行星内部的材料的最基本的信息，因为所有其他物理和化学性能都是从晶体结构中遵循的。”

下一个灯芯和她的同事计划调查其他轻质元素，如碳或硫，影响超高压条件下铁的结构和密度。他们还希望继续建立更多知情的外部内部内部。

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管理部门通过国家激光用户的设施计划，DE-NA0002154和DE-NA0002720和Lawrence Livermore国家实验室，15-ERD-012的实验室指导研发计划资助。

出版物：6月K. WICKS等，“超地球核心条件下FE-SI合金状态的晶体结构和状态方程”，2018年4月25日：卷。 4，不。 4，eaao5864; DOI：10.1126 / sciadv.aao5864.

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