研究人员检查洞察到行星形成的阶段变化 2017-04-11 09:01:27

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一个艺术家对行星开普勒-22b的概念,它绕着恒星的可居住区运行 - 一颗恒星周围的区域,液态水,地球上的生命需求,可能会持续存在

这颗行星的大小是地球的2.4倍

通过研究不同类型熔体之间的相变,研究人员对行星的形成有了更深入的了解

劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家发现,当高功率激光器施加极端温度和压力时,熔融的硅酸镁突然转变为更稠密的液体,压力越来越大

加利福尼亚州利弗莫尔 - 正如石墨可以在高压下转化为金刚石一样,液态岩浆也可能在地球类行星深处存在的压力和温度下经历重大转变

劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家和合作者使用高功率激光器发现熔融硅酸镁在液态下发生相变,随着压力的增加突然转变为更稠密的液体

该研究提供了对行星形成的见解

“在行星演化模型中没有考虑到不同类型熔体之间的相变,”加州大学伯克利分校研究生,首席科学家Dylan Spaulding说,他在实验室的木星激光设施中完成了他的大部分论文工作

“但它们可能在地球形成过程中发挥了重要作用,并可能表明太阳系外超'地球'行星的结构与地球不同

”熔岩在行星演化中起着关键作用

该团队表示,硅酸盐岩浆中压力诱导的液 - 液相分离可能是全球尺度化学分化的重要机制,也可能影响行星历史早期控制地幔和岩心形成的热传输和对流过程

液 - 液相分离类似于油和醋之间的差异 - 他们希望分离,因为它们具有不同的密度

然而,在这项新的研究中,研究人员注意到硅酸盐岩浆液态之间的突然变化,即使在施加高压和高温时它们具有相同的成分,也表现出不同的物理性质

该团队使用LLNL的Janus激光器和罗切斯特大学的OMEGA进行实验,以实现系外行星内部存在的极端温度和压力 - 太阳系外的物体

在每个实验中,强大的激光脉冲在穿过样品时产生冲击波

通过寻找冲击速度和样品温度的变化,该团队能够识别出表明材料发生相变的不连续性

“在这种情况下,冲击速度和热辐射的衰减在相同的短暂时间间隔内都会逆转,”斯波尔丁说

该小组的结论是,硅酸盐组合物中的液 - 液相变与地球行星罩中的相似,可以帮助解释系外行星内部的热化学演化

该研究发表在2月10日的期刊“物理评论快报”上

资料来源:劳伦斯利弗莫尔国家实验室图片:NASA