Ученым удалось воспроизвести условия, царящие в ядрах сверхгигантских планет
Используя алмазную "наковальню" и мощные лазеры для создания ударных волн, американские исследователи из Калифорнийского университета (University of California) в Беркли, Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory - LLNL, штат Калифорния), Университета штата Нью-Мексико (New Mexico State University) и французской Комиссии по ядерной энергии смогли разработать новую методику, которая позволяет достичь давлений, в сотни раз превосходящих те, что были доступны ранее, тем самым добившись воспроизведения условий, царящих в ядрах сверхгигантских планет. До сих пор подобные условия экспериментально могли достигаться лишь в случае подземных ядерных взрывов.
Раймонд Джинлоз (Raymond Jeanloz), профессор астрономии, земных и планетарных наук из Калифорнийского университета, считает, что эти достижения приведут к появлению нового раздела химии и позволят изучить процессы, протекающие в центрах большого числа экстремальных планет. Подробности о новой работе публикуются в американском научном журнале Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS).
В настоящее время Джинлоз и его коллеги уже смогли достичь давлений порядка 10 миллионов атмосфер, используя ультрафиолетовый лазер "Омега" (Omega) мощностью 30 килоджоулей, принадлежащий Лаборатории лазерной энергетики Рочестерского университета (University of Rochester, Рочестер - город, расположенный на западе штата Нью-Йорк). Теперь они собираются использовать лазер мощностью 2 мегаджоуля, который принадлежит LLNL, чтобы достичь давлений, превышающих миллиард атмосфер. Конечно, такие значения в лабораторных условиях могут существовать весьма непродолжительное время - лишь доли секунды, причем они сопровождаются очень высокими температурами. Но и этого достаточно для изучения основных химических свойств.
При высоких давлениях даже привычные материалы ведут себя весьма неожиданным образом, иногда полностью меня свои химические и физические показатели. Ожидается, что при сверхвысоких давлениях перемены будут еще более радикальными.
Ранее при достижении давлений, сопоставимых с теми, что царят в центре нашей Земли, уже было сделано несколько открытий, причем одно из самых значимых - это уточнение состава материала, из которого состоят внутренности нашей планеты. Эксперименты с лазерами и алмазными пирамидальными "наковальнями" позволили выяснить, что самой распространенной породой земной мантии может считаться перовскит, магматический минерал подкласса сложных оксидов - комбинация магния, кремния и кислорода, формирующаяся лишь при высоких давлениях, превышающих 100 тысяч атмосфер (назван в честь русского графа и государственного деятеля Льва Алексеевича Перовского).
Источник:
Generating pressures at the cores of giant planets - University of California - Berkeley
Ссылка:
Состав и строение мантии Земли
Статьи по теме
3D-моделирование звезды позволило разрешить загадку исчезновения гелия-3
Используя трехмерные модели звездного развития и мощнейшие суперкомпьютеры, специалисты из американской Ливерморской национальной лаборатории и австралийского Университета Монаш сумели разгадать одну из важнейших тайн, связанных с эволюцией звезд.
Найдена идеальная экзопланета
Астрономы нашли экстрасолнечную планету, которая демонстрирует "идеальную орбитальную геометрию" и таким образом готова поделиться множеством своих секретов, в частности, позволяет изучить состав ее недр и атмосферы.
Астрономы заглянули в недра экзопланет
Группа европейских астрономов провела изучение внутреннего устройства так называемых "горячих юпитеров" - гигантских газовых экзопланет, расположенных очень близко к своему светилу. Найдена корреляция между количеством тяжелых элементов внутри них и степенью "металличности" родительских звезд.
Физики учатся предсказывать поведение Солнца
Глубинные слои солнечной атмосферы могут служить источником информации, позволяющей оценивать скорость солнечного ветра - то есть непрерывного потока плазмы солнечного происхождения, который заполняет собой всю Солнечную систему.
В системах с "горячими юпитерами" тоже может быть жизнь
Пригодные для жизни планеты, подобные Земле, могут формироваться даже после того, как гигантские планеты "пройдутся бульдозером" сквозь всю планетную систему - от удаленного места своего рождения на периферии - к центральному светилу.
Красно-коричневые взвешены и найдены легкими
Впервые удалось узнать точный вес пары коричневых карликов и точно измерить их диаметры. В настоящее время оба члена этой системы слишком велики для своего статуса, "раздуты" (их диаметры сопоставимы с диаметром нашего Солнца), а вот спустя двести миллионов лет они остынут и сожмутся, приняв вполне скромные "планетные" размеры.
"Суперземли" рождаются чаще "юпитеров"
Астрономы обнаружили очередную "суперземлю" у красного карлика, расположенного примерно в 9 тысячах световых лет от Солнца. Масса этой новооткрытой планеты приблизительно в 13 раз превышает массу нашей Земли, ну а сама она состоит скорее всего из смеси камней и льда.
Удалось точно измерить температуру "очень горячего Юпитера"
Специалистам NASA, использующим космический инфракрасный телескоп "Спитцер", удалось зарегистрировать тепловое излучение, исходящее от экстрасолнечной планеты HD 189733b, а следовательно, точно измерить температуру ее атмосферы, которая оказалась чрезвычайно высока.
Найдена самая маленькая экзопланета у "нормальной" звезды
Астрономы нашли экстрасолнечную планету, которая всего в 5,5 раза массивнее нашей собственной Земли. Авторы данного открытия считают, что наша Галактика просто "напичкана" такими вот землеподобными планетами, и с применением новых разработанных ими методов подобные находки будут неизбежно множиться.
Астрономы уловили пение с Альфы Центавра
Сразу два мощнейших телескопа на разных континентах использовались в качестве своеобразных "звездных стетоскопов", позволивших прослушать внутренний "грохот" одной из самых близких к нам звезд - Альфы Центавра B.
Скрытые миры выдаст поляризация света, отраженного от атмосферы
Рассеянный звездный свет может выдать присутствие скрытых экстрасолнечных планет, не обнаруживаемых никакими другими современными средствами. По крайней мере так считают двое ученых из Индии.
Горячая суперсестренка
У одной из ближайших к нам звезд, Gliese 876, была найдена сравнительно небольшая планета, масса которой всего лишь в семь-восемь раз превышает массу Земли, а диаметр - вдвое больше земного. Если вести речь о существовании жизни на таких планетах, то следует обсудить одну замечательную возможность...
Космическая игра в прятки позволила прозондировать атмосферу экстрасолнечной планеты
Небольшой спутник MOST - первый космический телескоп Канады - сумел узнать нечто новое об атмосфере и облачности таинственной инозвездной планеты HD209458b (движущейся по орбите вокруг звезды HD209458a).
Предложен новый метод поиска инопланетных космических станций
Французский астроном Люк Арнольд из Обсерватории Верхнего Прованса предложил новый альтернативный способ поиска следов деятельности внеземных цивилизаций возле чужих звезд.
Компаньон молодой звезды массой в 40 юпитеров
Японским астрономам удалось сделать фотографию и уточнить параметры небольшого компаньона молодой звезды DH Tauri. Выяснилось, что этот коричневый карлик имеет массу, всего лишь в 40 раз превышающую массу Юпитера. Сама звезда находится от нас на расстоянии в 460 световых лет, а масса ее составляет две трети от массы Солнца. Ее компаньон принадлежит к числу самых "прохладных" и маломассивных коричневых карликов, облетающих по орбите молодые звезды.
Астрономы распрощаются с экзопланетами?
Объект, яркость которого в 100 с лишним раз уступает яркости его звездного хозяина, оказался в 93 раза более массивным, чем Юпитер. При этом он почти в два раза тяжелее, чем ему "положено быть" по теории. Возможно, новое открытие свидетельствует о том, что в современные модели этого типа звезд вкрались существенные ошибки, в результате которых астрономы завышали оценку общего числа молодых коричневых карликов и экзопланет.
Фото экзопланеты у коричневого карлика
Сотрудники Южной европейской обсерватории обнародовали фотографию, которая может оказаться первым в истории астрономии снимком внесолнечной планеты. Получить изображение планеты, обращающейся вокруг удаленной звезды, - это давняя мечта астрономов. В последние годы уже появлялось несколько заявок на первую фотографию экзопланеты, но каждый раз эти "открытия" не выдерживали последующей проверки.
Обитаемые планеты могут быть большой редкостью
Некоторые ученые считают, что если мы и не одиноки во Вселенной, то уж во всяком случае наш шанс установить контакт с каким-нибудь другим обитаемым миром исчезающе мал. Появилась работа, в которой утверждается, что инозведные планеты формируются в результате принципиально иных процессов, не таких, которые произвели на свет нашу Солнечную систему, и в таком случае там не может быть планет земного типа и жизни.
Открыты новые экзопланеты
Европейские астрономы открыли за пределами Солнечной системы две планеты очень редкого типа. Радиусы орбит этих небесных тел столь малы, что год каждой из них длится менее двух земных суток. К настоящему времени уже известно примерно 120 внесолнечных планет (их называют также экзопланетами), однако ученым лишь единственный раз удалось обнаружить небесное тело с подобными характеристиками.
Молекулярные кольца могли бы защитить микробов Венеры
Мысль о том, что живые микробы на Венере могли бы сохраниться и даже размножиться в обширном облачном покрове этой планеты, кажется более чем спорной. Однако некоторые ученые все-таки продолжают развивать подобные теории, они уверены, что некоторые разновидности микроорганизмов, однажды возникнув (или будучи занесены с другой планеты какими-нибудь небесными телами), могли бы найти убежище от смертельной ультрафиолетовой радиации в молекулярных кольцах серы.
Выяснилось, что наша Земля относится к числу наименее пригодных для жизни планет
B научной фантастике довольно распространены сюжеты, по ходу развития которых какая-нибудь ужасная сила меняет ось вращения Земли, и тогда смерть грозит всем ее обитателям. В действительности, если бы наклон оси был бы даже гораздо больше нынешнего, жизнь все равно была бы возможна и на Земле, и на любых других подобных ей планетах.
Первые экзопланеты земного типа найдены около пульсара
До настоящего времени поиск планет вне Солнечной системы приводил, к немалому разочарованию ученых, к обнаружению лишь огромных газовых гигантов, близких по размеру к Юпитеру и Сатурну, а внутренние планеты, подобные Земле и Марсу, были недоступны современной технике. Но вот теперь астрономы впервые однозначно идентифицировали планеты, масса которых только в 4,3 и 3,0 превышает массу Земли. Еще идет речь о третьей планете, масса которой составляет две лунные массы.
Немецкие астрономы нашли "горячий Юпитер" с рекордно низкой орбитой
Эта экзопланета на сегодняшний день имеет самый короткий период обращения из всех найденных планет, она находится на расстоянии всего лишь 3,5 млн км от своей звезды, это на порядок ближе, чем Меркурий к Солнцу. Ее полушарие, которое обращено к родительской звезде, разогрето до 2 000°C, и планета при этом стремительно теряет свою атмосферу.
"Хаббл" обнаружил испаряющуюся планету
Астрономы, использующие космический телескоп "Хаббл", впервые наблюдали, как экзопланета быстро теряет свою атмосферу. Большая часть ее может таким образом в конечном счете исчезнуть, оставив только плотное ядро. Эта экзопланета (то есть планета, найденная вне Солнечной системы) принадлежит к типу, известному как "горячий Юпитер", - то есть газовый гигант, орбита которого расположена очень близко к родительской звезде, а он сам находится в постоянной опасности, подобно мотыльку возле пламени свечи.
Ближайшая к Солнцу звезда оказалась экзотом
Для звезд с малой массой, подобных Проксиме Центавра, становятся чрезвычайно важными квантовые эффекты, а их звездное вещество "вырождается". Масса и диаметр Проксимы Центавра составляют около 1/7 массы и диаметра Солнца. Эта звезда в 150 раз массивнее Юпитера, но только в 1,5 раза крупнее его. Положение на границе между звездами, коричневыми карликами и планетами делает нашего соседа объектом, очень интересным для астрофизиков.
Планеты в процессе рождения
Впервые получены фотографии околозвездного газопылевого диска у красного карлика, на которых видны структуры, могущие оказаться недавно возникшими планетами. Этот красный карлик, масса которого вдвое меньше солнечной, по космическим меркам чрезвычайно молод - ему только 12 миллионов лет. В феврале нынешнего года группа американских астрономов обнаружила, что эта звезда окружена дисковидным облаком, состоящим из пыли и газа.
Древнейший адский змий
Древнейший из всех известных фрагментов земной коры был обнаружен в Гренландии. Эта новая находка важна для геологов тем, что содержит в себе "подпись" самых ранних тектонических процессов. Получено доказательство начала действия механизма тектоники плит в самой ранней истории Земли.
Марс опять лишают древних океанов
Обнаружение некоторых специфических осадочных пород на Марсе, в районе плато Меридиана, где в январе 2004 года высадился американский марсоход Opportunity, теперь объясняют не присутствием на планете в далеком прошлом океанов, а всего лишь наличием периодов резкого поднятия грунтовых вод.
Земля готовится к кувырку
Разработана новая модель колебаний напряженности земного магнитного поля, основанная на записях в бортовых журналах старых парусников. Наблюдаемое ныне ослабление магнитного поля - явление кратковременное и может предшествовать смене земных магнитных полюсов.
Раскрыта тайна "лунного человечка"
Ученым-планетологам из американского Университета штата Огайо удалось выяснить, каким образом на лике луны, всегда обращенном к Земле, появились характерные черты "лунного человечка" - "глаза", "нос" и "рот".
Все мы дружно ползем на запад
Вашингтон и Нью-Йорк, которые теперь находятся у побережья Атлантического океана, окажутся в районе нынешнего Сан-Франциско (это Тихоокеанское побережье). Ну а уж затем Соединенные Штаты вообще поменяются местами с Россией, так что американцы станут жить на Востоке, а мы, соответственно, на Западе.
Ада на Земле не было
Новое исследование, осуществленное международной группой специалистов под руководством профессора Марка Харрисона, грозит радикально изменить современные представления о самой ранней эпохе существования Земли.
Землю просветят с помощью нейтрино
Регистрация геонейтрино дает возможность получить первую достоверную информацию о химическом составе земных глубин. Также открывается путь к нейтринному сканированию земных недр в разных сечениях, своего рода нейтринной томографии нашей планеты.
Раскрыта тайна земного гула
Впервые "гудение" Земли описали японские сейсмологи в 1998 году. Этот звук представляет собой глубокий низкочастотный рокот, наполняющий недра нашей планеты даже тогда, когда нет никаких землетрясений, на которые его можно было бы списать. Сигналу, названному "земным гулом", в предыдущих исследованиях не придавали большого значения, поскольку он был слишком похож на помехи, возникающие в аппаратуре.
Древнее столкновение вывернуло Землю наизнанку
Космический "камешек" размером с гору поразил нашу планету примерно 1,8 миллиарда лет назад. При этом часть земной коры была попросту содрана, словно скальп. По существу она была перевернута вверх дном, в чем нас убеждает новое исследование канадских геологов.
Тайна "безумных" магнитосфер Урана и Нептуна раскрыта
Геофизики, возможно, раскрыли одну из самых больших тайн Солнечной системы. Они смогли ответить на вопрос, почему магнитные поля Урана и Нептуна так сильно отличаются от магнитосфер других планет. Полученные результаты способны подсказать и новый способ дистанционного исследования внутренней структуры и состава планет с помощью измерения их магнитных полей.
Удалось обнаружить неуловимые "факелы" земной мантии
Использование детализированных сейсмических данных позволило ученым получить самую ясную картину того, как "работают" земные "внутренности". Эти изображения дали, в частности, долгожданное прямое свидетельство существования так называемых магматических плюмов или "факелов" земной мантии - гигантских колонн из расплавленной магмы, рождающейся глубоко внутри нашей планеты (на уровне нижней мантии) и поднимающейся до уровня литосферы, которые были предсказаны еще в 1970-х гг.
Американский астроном предлагает изучить ядро Земли с помощью взлома
Мы посылаем зонды к Марсу, внешним планетам и даже за пределы Солнечной системы, однако сделали только самые первые робкие шаги к центру нашего собственного мира. Теперь американский ученый-планетолог разработал самый радикальный план борьбы с подобной несправедливостью.
Новая теория гибели динозавров: доказательства и скандалы
Герта Келлер, американский профессор-геофизик из Принстонского университета, потратила последнее десятилетие на тщательное изучение проблемы исчезновения динозавров. Однако вместо того, чтобы работать с костями гигантских ящеров, она обратилась к исследованиям скоплений останков одноклеточных организмов, называемых фораминиферами, что извлекаются из отложений на океанском дне.