11 февраля 2021

Установка для термоядерных исследований позволила изучить атмосферы экзопланет класса суперземель

astronews.ru astronews.ru

Гигантские силовые воздействия, генерируемые при помощи экспериментальной установки для термоядерных исследований под названием «Z-машина», установленной в Национальных лабораториях Сандия, США, были использованы для воссоздания гравитационного давления внутри так называемых «суперземель», чтобы определить, какие из этих планет могут удерживать вокруг себя атмосферы, позволяющие зарождаться и развиваться жизни на поверхности планеты.

В этой уникальной установке ученые на короткое время осуществили гигантское силовое воздействие на образцы бриджманита (Mg,Fe)SiO3, который является наиболее распространенным материалом в составе вещества каменистых планет.

Эти эксперименты, проведенные группой под руководством позволили получить данные о том, что будут представлять собой недра планеты – твердое вещество, жидкость или газ – при разных температурах и плотностях вещества на протяжении заданных периодов времени. Только жидкое ядро генерировало магнитные поля, обладающие достаточно высокой интенсивностью для отклонения разрушительного солнечного ветра и космических лучей от прямого попадания на поверхность планеты. Эта важная информация о мощностях магнитных полей экзопланет класса суперземель была раньше недоступна ученым – ядра планет хорошо скрыты от наблюдений толщей материала.

В этих экспериментах Z-машина, которая работает с токами до 26 миллионов ампер и напряжениями в сотни тысяч вольт, формировала невероятно мощные магнитные импульсы, которые ускоряли кусочки меди и алюминия размерами примерно с пластиковую кредитную карту каждый. Эти кусочки металла, имеющие скорость выше скорости пущенной из ружья пули, затем поражали мишень из бриджманита, самого распространенного на Земле материала. Это почти мгновенное приложение мощной нагрузки приводило к формированию звуковых волн в материале, которые определяли, останется ли материал в твердом состоянии, либо же превратится в жидкость или газ, пояснили авторы.

Работа опубликована в журнале Nature Communications; автором, отвечающим за переписку, указан Инвэй Фэй (Yingwei Fei) из Института Карнеги, США.