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新的實驗模擬超級地球核心壓力

超級地球的行星比地球大但比海王星小, 迄今為止, 科學家已經發現了超過2000顆超級地球行星, 並一直在努力深入瞭解隱藏在行星內部核心的性質。 瞭解這些行星內核的關鍵是研究鐵和矽合金如何對高壓作出反應。

由於我們無法前往任何這些超級地球的行星進行實驗, 因此這項工作必須在實驗室中進行。 普林斯頓大學的一個實驗室一直在使用技術, 這種技術可以獲得外行星內部深處的極端壓力, 並測量那裡將發現的關鍵特性。 這項研究創造了有史以來記錄的最高壓力X射線衍射資料。

該團隊表示, 超級地球行星的內部壓力可能會達到地球中心壓力的十倍以上。 在這項研究中, 該團隊使用的技術傳遞的壓力高達1314GPa, 這比以前的實驗達到的壓力高出約三倍。 該團隊指出, 大多數實驗使用能夠產生300GPa壓力的鑽石砧。 這是地球表面壓力的300萬倍, 地球核心的壓力達到360 GPa。 在實驗室中, 研究人員將兩個樣本壓縮了幾十億分之一秒, 給他們足夠的時間用一束明亮的X射線探測原子結構。 所產生的衍射給出了關於鐵矽的命運和晶體結構的資訊。

團隊將一束短而強烈的鐳射照射到兩個鐵樣品上, 其中一個具有7%的矽, 據說與地球核心相似。 另一個樣品模擬外行星核心, 具有15%的矽。 由於這個實驗, 研究人員能夠首先計算超地球內的密度和壓力分佈,

同時考慮到核心矽的存在。 未來, 該團隊將研究其他輕質化學元素在超高壓條件下如何影響鐵核心。

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