Otkriće više od 4500 ekstrasolarnih planeta stvorilo je potrebu za modeliranjem njihove unutarnje strukture i dinamike.
Željezo igra ključnu ulogu
Znanstvenici i suradnici Lawrence Livermore nacionalnog laboratorija (LLNL) koristili su lasere kako bi eksperimentalno odredili krivulju taljenja pod visokim tlakom i strukturna svojstva čistog željeza pri tlaku tri put većem od Zemljine jezgre i gotovo četiri puta većem nego u prethodnim pokusima.
Tim je izveo niz eksperimenata koji oponašaju uvjete u slučaju kada se komad željeza spušta prema središtu jezgre super-Zemlje. “Pravo bogatstvo željeza u unutrašnjosti stjenovitih planeta upućuje nas na potebu za razumjevanjem svojstva i reakcija željeza u ekstremnim uvjetima duboko unutar jezgri velikih planeta sličnih Zemlji”, rekao je Rick Kraus, LLNL fizičar i glavni autor rada. “Krivulja taljenja željeza ključna je za razumijevanje unutarnje strukture, toplinske evolucije, kao i potencijala za magnetosfere generirane dinamo efektom.”
Vjeruje se da je magnetosfera važna komponenta naseljivih planeta sličnih Zemlji. Zemljin magnetski dinamo-efekt nastaje u konvekcijskoj vanjskoj jezgri tekućeg željeza koja okružuje unutarnju jezgru čvrstog željeza, a pokreće ga latentna toplina koja se oslobađa tijekom skrućivanja željeza.
Talište željeza
Uz to su potrebna i precizna fizička svojstva pri ekstremnom tlaku i temperaturama kako bi se predvidjelo što se događa u unutrašnjosti planeta. Jedno od najvažnijih svojstva željeza je njegova točka taljenja o kojoj se još uvijek raspravlja kada su u pitanju uvjeti u unutrašnjosti Zemlje. Krivulja taljenja je najveaća promjena koju materijal može proći, iz materijala s čvrstoćom u materijal bez čvrstoće. To je točka gdje se čvrsta tvar pretvara u tekućinu, a temperatura ovisi o tlaku željeza.
Kroz eksperimente, tim je odredio duljinu djelovanja dinama tijekom skrućivanja jezgre u heksagonalnu zbijenu strukturu unutar egzoplaneta super-Zemlje. “Otkrili smo da će zemaljski egzoplaneti s četiri do šest puta većom masom od Zemlje imati najduži dinamo koji pritom pruža važnu zaštitu od kozmičkog zračenja”, rekao je Kraus. “Osim našeg interesa za razumijevanje nastanjivosti egzoplaneta, tehnika koju smo razvili za željezo primjenjivat će se na programski relevantnije materijale u budućnosti.”
Krivulja taljenja je nevjerojatno osjetljivo ograničenje za model jednadžbe stanja. Tim je također dobio dokaze da je kinetika skrućivanja u takvim ekstremnim uvjetima brza te da je potrebno samo nanosekunde za prijelaz iz tekućine u krutu tvar. Ovo je također omogućilo timu da promatra granicu ravnotežne faze. “Ovaj eksperimentalni uvid poboljšava naše modeliranje vremenski zavisne reakcije za sve materijale”, rekao je Kraus.
https://kozmos.hr/neobicne-strukture-iznad-zemljine-jezgre-mogle-bi-biti-ostaci-drevnog-meduplanetarnog-sudara/
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram
Izvori:
Ja sam Matija Klarić.
Student sam Ekonomskog fakulteta, a u slobodno se vrijeme bavim volonterstvom te istraživanjem, čitanjem i pisanjem o mojim omiljenim temama; svemiru, astronomiji, astrofizici i tehnologiji.
