Ученые ведут исследования «водных миров» галактики

Ученые ведут исследования «водных миров» галактики

Астрофизические наблюдения показали, что нептуноподобные богатые водой экзопланеты распространены в нашей галактике. Эти «водные миры» покрыты толстым слоем воды глубиной от сотен до тысяч миль над скалистой мантией, — пишет eurekalert.org со ссылкой на Proceedings of the National Academy of Sciences.

В то время как богатые водой экзопланеты распространены, их состав очень отличается от Земли, поэтому существует много неизвестных с точки зрения структуры, состава и геохимических циклов этих планет.

Стремясь узнать больше об этих планетах, международная группа исследователей во главе с Университетом штата Аризона провела одно из первых исследований в области минералогии для экзопланет с высоким содержанием воды.

«Изучение химических реакций и процессов является важным шагом на пути к пониманию этих распространенных типов планет», — сказал соавтор Дэн Шим из Школы исследования Земли и космоса Университета штата Аризона.

Общая научная гипотеза состоит в том, что вода и скала образуют отдельные слои в недрах водных миров. Поскольку вода легче, под слоем воды на богатых водой планетах должен быть каменистый слой. Однако экстремальное давление и температура на границе между водой и каменистыми слоями могут в корне изменить поведение этих материалов.

Чтобы смоделировать это высокое давление и температуру в лаборатории, ведущий автор и ученый Кэрол Ниср провела эксперименты в лаборатории Шима по Земле и планетарным материалам в Университете штата Аризона, используя высокое давление ячейки с алмазными наковальнями.

Для своего эксперимента команда погрузила диоксид кремния в воду, сжала образец между алмазами до очень высокого давления, а затем нагрела образец лазерными лучами до температуры, превышающей несколько тысяч градусов по Фаренгейту.

Команда также провела лазерный нагрев в Аргоннской национальной лаборатории в Иллинойсе. Для контроля реакции между кремнеземом и водой были проведены рентгеновские измерения, когда лазер нагревал образец при высоких давлениях.

Они обнаружили неожиданно новую твердую фазу с кремнием, водородом и кислородом вместе.

«Первоначально считалось, что слои воды и горных пород на богатых водой планетах хорошо разделены, — сказала Ниср. — Но мы обнаружили в наших экспериментах ранее неизвестную реакцию между водой и кремнеземом и стабильность твердой фазы на промежуточном этапе. Различие между водой и камнем оказалось на удивление «размытым» при высоком давлении и высокой температуре».

Исследователи надеются, что эти результаты расширят наши знания о структуре и составе богатых водой планет и их геохимических циклах.

«Наше исследование имеет важные последствия и ставит новые вопросы по химическому составу и структуре внутреннего устройства богатых водой экзопланет, — сказала Ниср. — Геохимический цикл богатых водой планет может сильно отличаться от цикла на каменистых планетах, таких как Земля».

Самые свежие новости медицины на нашей странице в Вконтакте

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>