Atmosfere Super-Pământ testate cu mașina puternică Z de la Sandia National Lab

Viziunea unui artist ca mașină Z a câmpurilor magnetice super-Pământ selectate, ilustrată mai jos, imită condițiile gravitaționale ale altor planete. Câmpurile magnetice planetare împiedică razele cosmice să distrugă atmosferele planetare, făcându-le mai susceptibile de a supraviețui. Credit: Imagine a artistului Eric Lundin; Fotografia de fotografiere Z a lui Randy Montoya

Un pas în căutarea vieții în alte părți ale galaxiei.

Forțele uriașe generate de mașinile Z din Laboratoarele Naționale Sandia sunt folosite pentru a repeta presiuni gravitaționale numite „super-Pământuri” pentru a determina dacă pot menține atmosfere care pot susține viața.

Astronomii cred că există milioane de super-Pământuri – colecții de roci de opt ori mai mari decât Pământul – în galaxia noastră. „Întrebarea care ne este pusă este dacă una dintre aceste super-planete seamănă cu Pământul, cu procese geologice active, atmosfere și câmpuri magnetice”, a spus fizicianul Sandia Josia Townsend.

Opera curentă a lui Z este descrisă aici Comunicări despre natură. Cercetătorii de la Watermelon’s Basic Science Program, care lucrează cu colegii de la Carnegie Institution for the Earth and Planets Laboratory din Washington, DC, folosesc forțele de la centralele speciale de la Watermelon pentru a aplica aproape imediat echivalentul presiunilor gravitaționale gigantice pe bridgmanit. , cunoscut și sub numele de silicat de magneziu, este cel mai abundent material de pe planete solide.

Townsend a spus că experimentele au condus la crearea unui tabel asistat de date despre momentul în care interiorul unei planete ar fi solid, lichid sau gazos la diferite presiuni, temperaturi și densități și la timpul prevăzut. Doar un nucleu lichid – atunci când metalele se schimbă unele peste altele în condiții similare cu dinamul pământului – creează câmpuri magnetice care resping vânturile distructive ale soarelui și razele cosmice din atmosfera planetei, permițând vieții să supraviețuiască. Aceste informații critice despre forțele câmpului magnetic create de starea dealurilor super-pământene de diferite dimensiuni nu erau disponibile anterior: nucleele sunt bine ascunse de majoritatea planetelor din jurul lor și, prin urmare, nu pot fi văzute de la distanță. Experimentele la sol au fost preferate de cercetători pentru imagistica pe distanțe lungi, deoarece nu a fost disponibilă suficientă presiune până când nu au primit capacitățile lui Z.

Yingwei Fei, autorul principal al cercetărilor actuale și om de știință șef la Laboratorul Pământ și Planete al Carnegie, este cunoscut pentru capacitatea sa de a sintetiza bridgmanitul cu diametru mare cu nicovalele cu simboluri diamantate pentru sintetizarea bridgmanitei mari cu diamante.

„Z a oferit tehnicianului nostru un instrument unic care ne permite să studiem condițiile extreme ale interiorului super-Pământului”, a spus el. „Datele de înaltă calitate fără precedent ale mașinii au fost esențiale pentru avansarea cunoștințelor noastre despre super-Pământuri.”

Șapte Excelent

A fost creată o listă cu șapte planete demne de studiat în continuare starea materialelor gazoase și dense din anumite Super-Pământuri: 55 Cancri e; Kepler 10b, 36b, 80e și 93b; CoRoT-7b; și HD-219134b.

Directorul Sandia, Christopher Seagle, care a propus inițial aceste experimente cu Fei, a declarat: „Aceste planete, care sunt cel mai probabil să protejeze viața, au fost alese pentru a studia mai mult, deoarece au raporturi similare Pământului cu fierul, silicatul și gazul volatil pentru protecția împotriva solarului vânt. creșterea temperaturilor interne pentru menținerea câmpurilor magnetice “.

Townsend a spus că se poate spune că presiunile ridicate ale atenției gravitaționale față de planetele de la suprafață se poate spune că durează mai mult decât atmosfera.

De exemplu, el a spus: „Pentru că Marte era mai mic, avea pentru început un câmp gravitațional mai slab. Apoi, când nucleul s-a răcit rapid, și-a pierdut câmpul magnetic și apoi atmosfera a fost îndepărtată. “

Z în acțiune

Pentru aceste experimente, mașina Z, cu condiții de funcționare cuprinse între 26 de milioane de amperi și sute de mii de volți, generează impulsuri magnetice de o putere enormă, care accelerează așa-numitele plăci volante din piese de cupru și aluminiu de mărimea cardurilor de credit. Acestea au împins bridgmanitul mult mai repede decât un glonț de pușcă în probe din cel mai comun mineral pe Pământ. Presiunea imediată a interacțiunii forței a creat unde sonore longitudinale și transversale în material pentru a dezvălui dacă materialul rămâne solid sau devine lichid sau gazos, a spus cercetătorul Sandia și autorul lucrării Chad McCoy. Cu aceste noi rezultate, cercetătorilor li s-au oferit date solide pentru a ancora modele teoretice planetare.

Articolul tehnic concluzionează că datele de densitate de înaltă precizie obținute în mașina Z și temperaturile ridicate de topire fără milă sunt „repere pentru calcule extreme în condiții teoretice”.

Fei a concluzionat: „Colaborarea cu oamenii de știință de pepene verde a condus la rezultate care vor încuraja explorarea academică a exoplanetelor, deoarece descoperirea a captat imaginația oamenilor”.

„Această lucrare identifică interesant exoplanetă pentru a explora în continuare candidații “, a spus Seagle.” Compresia șocului lui Z plus capacitatea neobișnuită a lui Fei de a sintetiza bridgmanitul cu diametru mare permite obținerea datelor din exoplanete care nu ar fi posibile nicăieri altundeva “.

Referință: Yingwei Fei, Christopher T. Seagle, Joshua P. Townsend, Chad A. McCoy, Asmaa Boujibar, Peter Driscoll, Luke Shulenburger și Michael D. Furnish, fuziune MgSiO3 și densitate determinată de compresia bridgmanitei la 1254GPa. 9 februarie 2021, Comunicări despre natură.
DOI: 10.1038 / s41467-021-21170-y

Lucrarea a fost susținută de National Science Foundation, Z Basic Science Program și Carnegie Venture Fellowship.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nanofibrele centrifugale multifuncționale pun un nou efect asupra măștilor COVID-19

Figura (A) Ilustrația schematică a procesului de producție a nanofibrelor polimerului centrifug polimer multispinning. (B) Nanofibrele polimerice sunt rotite de sistem. O...

Arheologii găsesc dovezi din monumentele de câini domestici din Peninsula Arabică Antică

Situat în regiunea tărâmurilor Alula, în nord-vestul Arabiei Saudite, acest cimitir este acum rar construit pe pământ pentru Arabia Neolitică-Calcolitică și este un ajutor...

Pe măsură ce straturile de gheață s-au topit, nivelul mării a crescut până la 18 metri

Se știe că creșterea nivelului mării datorită schimbărilor climatice este o amenințare majoră. Noile cercetări au arătat că evenimentele anterioare de pierdere a...

Oamenii de știință identifică genele umane care luptă împotriva infecției cu SARS-CoV-2

Vedere microscopică a coronavirusului. Credit: Yeti punctat Cercetările indică controlul genelor care stimulează interferonul SARS-CoV-2 Copie Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebis au...

Noua tehnică „Mașina timpului” dezvăluită pentru măsurarea celulei

Celulele dendritice (roșii / verzi co-colorate) într-un folicul limfoid (fragment de peyer) drenează intestinul (albastru). Credit: Wang Cao și Shengbo Zhang, WEHI Utilizând o...

Newsletter

Subscribe to stay updated.