Экзопланеты, лучше всего защищающие жизнь
|
Американские исследователи изучили поведение расплавленного железа при экстремальных давлениях, встречающихся в ядрах планет земного типа с твердой поверхностью, что чрезвычайно важно с точки зрения генерации магнитных полей подобных планет. Для этого группа специалистов из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии вместе с учеными ряда американских университетов использовала высокоэнергетические лазеры Национального комплекса лазерных термоядерных реакций NIF и получила графики зависимости свойств железного расплава от температуры при давлениях до 1000 гигапаскалей (почти 10 млн атмосфер), что в три раза превышает давление внутри центрального ядра Земли и почти в четыре раза превосходит предыдущие экспериментальные достижения. Статья об этом опубликована в журнале Science. Давления и температуры, при которых железо остается расплавленным, важны с точки зрения описания возможных размеров жидкометаллических ядер, находящихся в центрах крупных скалистых планет, способных генерировать мощные магнитные поля. |
Эти поля, которые, согласно доминирующей сейчас теории магнитного динамо, возникают при движении проводящей жидкости внутри планетных ядер, необходимы для того, чтобы защищать от высокоэнергетических заряженных космических частиц животных и растения, обитающих на таких планетах, а также предотвращать разрушение атмосферных молекул. Согласно новому исследованию, жидкометаллические ядра должны сохраняться дольше всего у экзопланет земного типа — так называемых суперземель, — масса которых в четыре-шесть раз превышает массу Земли. «Из-за большого количества железа в недрах скалистых планет нам важно изучать свойства и поведение этого металла в экстремальных условиях центральных ядер самых массивных земноподобных планет, — объясняет Рик Краус, физик из Ливерморской национальной лаборатории. — Кривая плавления железа имеет решающее значение для понимания внутренней структуры, тепловой эволюции, а также потенциала магнитосфер, генерируемых с помощью эффекта магнитного динамо». |
Наличие мощной магнитосферы считается важнейшим критерием пригодности для жизни планет земной группы. Согласно теории геодинамо, магнитное поле Земли генерируется в процессе конвекции материала во внешней части ядра, состоящего из жидкого железа, которое окружает внутреннее твердое железное ядро и сохраняет свое расплавленное состояние благодаря теплу земных недр — в основном, за счет распада сохраняющихся радиоактивных элементов. Полученные экспериментальные данные не только позволяют сделать вывод, что самую длительную работу динамо обеспечивают суперземли массой в 4-6 раз больше массы Земли, но и говорят о том, что затвердевание в таких экстремальных условиях происходит чрезвычайно быстро, занимая считанные наносекунды, что позволяет наблюдать четко выраженную границу фазового перехода. |
Источник |
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
|