Menyetrika bagian dalam planet ekstrasurya
Tech

Menyetrika bagian dalam planet ekstrasurya

Penemuan lebih dari 4.500 planet ekstrasurya telah menciptakan kebutuhan untuk memodelkan struktur interior dan dinamikanya. Ternyata, zat besi memainkan peran kunci.

Ilmuwan dan kolaborator Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) telah menggunakan laser di National Ignition Facility untuk secara eksperimental menentukan kurva leleh tekanan tinggi dan sifat struktural besi murni hingga 1.000 GPa (hampir 10.000.000 atmosfer), tiga kali tekanan bagian dalam bumi. inti dan tekanan hampir empat kali lebih besar daripada eksperimen sebelumnya. Penelitian tersebut muncul di Sains.

Tim melakukan serangkaian eksperimen yang meniru kondisi yang diamati oleh sebidang besi yang turun ke pusat inti super-Bumi. Eksperimen dialokasikan sebagai bagian dari program NIF Discovery Science, yang akses terbuka dan tersedia untuk semua peneliti.

Menyetrika bagian dalam planet ekstrasurya

Konsepsi seniman tentang penampang super-Bumi dengan ruang target NIF yang dilapiskan di atas mantel, melihat ke inti. Gambar oleh John Jett/LLNL.

“Kekayaan besi dalam interior planet berbatu membuatnya perlu untuk memahami sifat dan respons besi pada kondisi ekstrem jauh di dalam inti planet mirip Bumi yang lebih masif,” kata Rick Kraus, fisikawan LLNL dan penulis utama makalah ini. . “Kurva leleh besi sangat penting untuk memahami struktur internal, evolusi termal, serta potensi magnetosfer yang dihasilkan dinamo.”

Magnetosfer diyakini sebagai komponen penting dari planet terestrial yang dapat dihuni, seperti halnya di Bumi. Magnetodynamo bumi dihasilkan di inti luar besi cair konveksi yang mengelilingi inti besi padat dan ditenagai oleh panas laten yang dilepaskan selama pemadatan besi.

Dengan keunggulan besi di planet terestrial, sifat fisik yang akurat dan tepat pada tekanan dan suhu ekstrem diperlukan untuk memprediksi apa yang terjadi di dalam interiornya. Sifat orde pertama besi adalah titik leleh, yang masih diperdebatkan untuk kondisi interior bumi. Kurva lelehan adalah transisi reologis terbesar yang dapat dialami suatu material, dari material dengan kekuatan ke material tanpa kekuatan. Di sinilah padatan berubah menjadi cairan, dan suhunya tergantung pada tekanan besi.

Melalui percobaan, tim menentukan panjang aksi dinamo selama pemadatan inti ke struktur padat heksagonal di dalam planet ekstrasurya super-Bumi.

“Kami menemukan bahwa planet ekstrasurya terestrial dengan empat hingga enam kali massa Bumi akan memiliki dinamo terpanjang, yang memberikan perlindungan penting terhadap radiasi kosmik,” kata Kraus.

Kraus berkata: “Di luar minat kami dalam memahami kelayakhunian planet ekstrasurya, teknik yang telah kami kembangkan untuk besi akan diterapkan pada materi yang lebih relevan secara program di masa depan,” termasuk Stockpile Stewardship Program.

Kurva lelehan adalah batasan yang sangat sensitif pada model persamaan keadaan.

Tim juga memperoleh bukti bahwa kinetika pemadatan pada kondisi ekstrem seperti itu cepat, hanya membutuhkan nanodetik untuk transisi dari cair ke padat, memungkinkan tim untuk mengamati batas fase kesetimbangan. “Wawasan eksperimental ini meningkatkan pemodelan kami tentang respons material yang bergantung pada waktu untuk semua material,” kata Kraus.

Anggota tim Livermore lainnya termasuk Suzanne Ali, Jon Belof, Lorin Benedict, Joel Bernier, Dave Braun, Federica Coppari, Dayne Fratanduono, Sebastien Hamel, Andy Krygier, Amy Lazicki, James McNaney, Marius Millot, Philip Myint, Dane M. Sterbentz, Damian Swift, Chris Wehrenberg dan Jon Eggert. Para peneliti dari University of Illinois di Chicago, Carnegie Institution for Science, University of Rochester, Sandia National Laboratory, California Institute of Technology, University of California Davis dan University of California Los Angeles juga berkontribusi dalam penelitian ini.

Sumber: LLNL



Posted By : pengeluaran hk hari ini