آیا ابرخاك ها قادر به ایجاد شرایطی هستند كه برای ظهور و رشد زندگی مهمان آور هستند؟

تصویری که نشان می دهد ترکیبی از ترکیب سنتز فشار بالا استاتیک روشهای پویایی و روشهای پویا محققان را قادر می سازد تا بریدگمانیت سیلیکات منیزیم را که احتمالاً در گوشته های سیاره های صخره ای غالب است ، بررسی کنند ، در شرایط شدید با تقلید از فضای ابر زمین. اعتبار: تصویر با مجوز از Yingwei Fei است. عکس Sandia Z Machine توسط رندی مونتویا ، با مجوز از آزمایشگاه های ملی Sandia
آیا پویایی داخلی ابر زمین می تواند جدول قابل سکونت را تنظیم کند؟ h3>
تحقیقات جدید به سرپرستی Carnegie’s Yingwei Fei چارچوبی برای درک فضای داخلی ابرخاکی ها – سیارات فراخورشیدی سنگی بین 1.5 تا 2 برابر اندازه سیاره خانه ما – فراهم می کند ، که پیش شرط ارزیابی بالقوه آنها برای سکونت است. سیارات با این اندازه در میان سیارات فراخورشیدی از میان سیارات بسیار زیاد هستند. مقاله در ارتباطات طبیعت منتشر شده است.
“اگرچه مشاهدات ترکیب اتمسفری سیاره خارجی اولین راه برای جستجوی امضاهای حیات ماورای زمین خواهد بود ، بسیاری از جنبه های زیست پذیری سطح یک سیاره تحت تأثیر آنچه در زیر سطح سیاره اتفاق می افتد است ، و آنجا جایی است که کارنگی تخصص طولانی مدت محقق در خصوص خواص مواد سنگی تحت درجه حرارت و فشارهای شدید وارد می شود. “مدیر آزمایشگاه زمین و سیارات ریچارد کارلسون توضیح داد.
روی زمین ، پویایی داخلی و ساختار گوشته سیلیکات و تکتونیک صفحه محرک فلزی ، و ژئودینامو تولید می کند که میدان مغناطیسی ما را تأمین می کند و ما را از ذرات یونیزان خطرناک و اشعه کیهانی محافظت می کند. زندگی همانطور که می دانیم بدون این محافظت غیرممکن است. به همین ترتیب ، پویایی داخلی و ساختار ابر زمینها شرایط سطح سیاره را شکل می دهد.

آیا با کشف های جالب هیجان انگیز از تنوع سیارات خارج از سیاره سنگی در دهه های اخیر ، آیا ابرزمین های بسیار عظیم قادر به ایجاد شرایطی هستند که مهیوم برای پیدایش و رشد حیات باشد؟
آگاهی از آنچه در زیر سطح یک super-Earth اتفاق می افتد برای تعیین اینکه آیا یک جهان دور توانایی میزبانی زندگی را دارد یا نه بسیار مهم است. اما شرایط شدید فضای داخلی سیارات با انبوه زمین توانایی محققان را در بررسی خصوصیات مواد معدنی موجود در آن به چالش می کشد.
همان جا تقلید آزمایشگاهی است.
تصویری از یک دانشمند با استفاده از تکنیک های آزمایشگاهی برای بررسی شرایط y در فضای داخلی سیاره فراخورشیدی. اعتبار: با تقدیر از کاترین کاین ، م Carسسه علوم کارنگی
برای دهه ها ، محققان کارنگی با قرار دادن نمونه های کوچکی از مواد در فشارهای زیاد و دمای بالا ، در ایجاد دوباره شرایط داخلی سیاره ها رهبر بوده اند. اما گاهی حتی این تکنیک ها نیز به محدودیت های خود می رسند.
“برای ساختن مدلهایی که به ما امکان درک پویایی و ساختار ابر زمینها را بدهند ، باید بتوانیم داده هایی را از نمونه هایی که شرایط تقریبی موجود در آنجا را تخمین می زنند بگیریم ، که ممکن است بیش از 14 میلیون بار باشد. فشار اتمسفر ، “فی توضیح داد. “با این حال ، ما در مورد ایجاد این شرایط در آزمایشگاه ، در برابر محدودیت ها ادامه می دادیم. ”
هنگامی که به تیم – از جمله کارنگی Carmagie Asmaa Boujibar و Peter Driscoll ، همراه با Christopher Seagle ، Joshua Townsend ، Chad McCoy ، Luke Shulenburger و Michael Furnish از آزمایشگاه های ملی Sandia – دسترسی به قدرتمندترین و مغناطیسی آزمایشگاه ها اتفاق افتاد. دستگاه قدرت پالس هدایت شده (تاسیسات قدرت پالسی Z Sandia) برای شوک مستقیم یک نمونه با چگالی بالا از بریدگمنیت – سیلیکات منیزیم فشار قوی که گمان می رود در گوشته سیارات سنگی غالب باشد – تا در معرض خطر قرار گیرد شرایط مربوط به فضای داخلی ابرزمینها.
مجموعه ای از آزمایش های موج شوک بیش از حد بر روی ماده گوشته فوق العاده زمین اندازه گیری چگالی و دمای ذوب را ارائه می دهد که برای تفسیر توده های مشاهده شده و شعاع فوق العاده زمین بسیار اساسی خواهد بود.
محققان دریافتند که تحت فشارهای نمایانگر فضای داخلی فوق زمین ، بریگمنیت دارای نقطه ذوب بسیار بالایی است ، که این امر پیامدهای مهمی در پویایی فضای داخلی خواهد داشت. آنها می گویند ، تحت سناریوهای تکاملی حرارتی ، سیارات سنگی عظیم ممکن است در اوایل تکامل خود یک ژئودیناموی حرارتی داشته باشند ، و سپس با کاهش سرعت خنک شدن ، آن را برای میلیاردها سال از دست بدهند. یک ژئودیناموی پایدار می تواند سرانجام با حرکت عناصر سبک تر از طریق تبلور هسته داخلی دوباره آغاز شود.
“توانایی انجام این اندازه گیری ها برای توسعه مدل های قابل اعتماد از ساختار داخلی فوق زمین تا هشت برابر جرم سیاره ما بسیار مهم است.” “این نتایج تأثیر عمیقی بر توانایی ما در تفسیر داده های مشاهده خواهد داشت.”
مرجع: “ذوب و تراکم MgSiO 3 با فشار فشرده سازی بریدگمانیت به 1254GPa تعیین می شود” توسط Yingwei Fei ، Christopher T. Seagle ، Joshua P. Townsend ، Chad A. McCoy ، Asmaa Boujibar ، Peter Driscoll ، Luke Shulenburger و Michael D. Furnish ، 9 فوریه 2021 ، ارتباطات طبیعت . DOI: 10.1038 / s41467-021-21170-y
این پروژه تا حدی توسط Carnegie Venture Grant و بنیاد ملی علوم ایالات متحده پشتیبانی می شود.
این پروژه توسط برنامه علوم بنیادی Z امکان پذیر شده است.