Ученые исследовали бриджманит, или силикат-перовскит, который, предположительно, преобладает в мантии суперземель.
Новое исследование, проведенное Инвэй Фэй из Университета Карнеги, направлено на понимание внутреннего состава скалистых планет или суперземель: их размер в 1,5-2 раза больше Земли. Это является необходимым условием для оценки их потенциала обитаемости. Планеты такого размера являются одними из самых распространенных в экзопланетных системах.
Несмотря на то, что наблюдения за составом атмосферы экзопланеты станут первым способом поиска признаков жизни за пределами Земли, тем не менее, многие аспекты обитаемости поверхности планеты зависят от того, что происходит внутри.
Ричард Карлсон, директор Лаборатории Земли и планет
На Земле внутренняя динамика и структура силикатной мантии управляет тектоникой плит и генерируют геодинамику, которая питает наше магнитное поле и защищает нас от опасных ионизирующих частиц и космических лучей. Жизнь, та, которой мы ее наблюдаем, была бы невозможна без этой защиты. Точно так же внутренняя динамика и структура сверхземель будет формировать поверхностные условия планеты.
Знание того, что происходит под поверхностью сверхземли, важно для изучения предполагаемой жизни на ней. Но экстремальные условия недр планеты не дают возможность изучить особенности этого небесного тела с помощью техники.
Для того, чтобы построить модели, которые позволят понять внутреннюю динамику и структуру суперземель, нужно иметь доступ к образцам и условиям, схожим с изучаемой планетой. Однако воспроизвести подобное в лаборатории не всегда возможно. В этом случае поможет только сверхмощная техника.
Ученые использовали самую мощную в мире импульсно-энергетическую машину: она обеспечила измерения плотности и температуры плавления. Это нужно для интерпретации наблюдаемых масс и радиусов сверхземель.
Исследователи обнаружили, что под давлением, характерным для недр сверхземли, бриджманит имеет очень высокую температуру плавления. Из этого ученые сделали вывод, что скалистые планеты могут иметь термически управляемую геодинамику во время начального этапа своей эволюции, а затем она исчезает на миллиарды лет, когда охлаждение замедляется.
Устойчивую геодинамику можно возобновить с помощью движения более легких элементов через внутреннюю кристаллизацию ядра.
Читать далее
Посмотрите на изображение Марса из 8 триллионов пикселей
Ядерный ракетный двигатель строят для полетов на Марс. Чем он опасен?