Uurides elu võimalust super-maa-aladel

The Case for $20,000 oz Gold - Debt Collapse - Mike Maloney - Silver & Gold (Juuni 2019).

Anonim

Koos selle esteetilise funktsiooniga, mis aitab luua Aurora Borealis'e või Põhja-Tuled, on meie planeedi ümbritseval võimsal magnetväljal ka üsna oluline praktiline väärtus: see muudab elu võimalikuks.

Maapinna magnetvälja abil on võimalik eraldada kahjulikke laetud osakesi päikesest ja kosmilistest kiududest, mis pidevalt pommitavad planeedi ja takistavad päikese tuulist atmosfääri lagunemist, ning seepärast on inimese molekulaarne elu moodustunud, kaasa arvatud inimesed, areneda ja ellu jääda.

Ja nüüd, kui avastatakse tuhandeid planeedeid väljaspool päikesesüsteemi, mida tuntakse eksoplaanetena, siis teadlased soovivad õppida, kas kivine "super-maa", mis on kuni 10 korda massiivsem kui Maa, võiksid ka elada.

"Elanike eksoplaateettide leidmine on planeedi teaduse ja astronoomia kogukondade kolm peamist eesmärki, " ütles Lawrence Livermore'i riikliku labori füsik Rick Kraus. "Nende avastustega on palju küsimusi: mida need planeedid välja näevad? Kas meie päikesesüsteem on ainulaadne? Kas Maa ainulaadne või täpsemalt on Maa ainulaadne elamiskõlblik?"

Need küsimused on inspireerinud praegust riiklikku süüteseadme (NIF) Discovery Science'i kampaaniat, mille eesmärk on määrata kindlaks, kas hiiglaslikel kivikestel planeeditel võib olla Maa-sarnaseid magnetvälju. Kraus ütles, et atmosfäär, kerge kliima ja vedel vesi peetakse elutähtsaks eluks, nagu me teame, et see areneb, kuid magnetvälja olemasolu on sama oluline. "Aktiivne plaateektoonika ja magnetosfäär on mõlemad nõuded elamiskõlblikeks eksoplanettideks, " ütles ta. "Ioniseerivast kiirgusest vaba stabiilne pinnakeskkond on üks planeedi kõige olulisematest omadustest, mida peetakse elamiskõlblikkuse nõuetega."

Maa magnetvälja tekitatakse, kuna planeedi vedelal raud välissüdamikus konvektsioonivoolu keerleb planeedi pöörlemine, tekitades magneto-dünamot, mis tekitab magnetosfääri (dünaamik muudab mehaanilist energiat elektrienergiaks või antud juhul magnetismi). Ainult tahke südamikuga planeedil ei pruugi olla magnetvälja ja seepärast ei ole meil tõenäoliselt elu, nagu me seda teame.

"Peame mõistma rauast südamike sulamisülekannet, et teha kindlaks, kas on isegi võimalik, et vedel väliskere südamik ja tahke sisemine südamik on super-maa sees, " ütles Kraus.

Sulavuskõver on kriitiline

"Supermestaatide siseruumurõhk on nii äärmuslik, kuni 35 miljonit korda (Maa) atmosfäärirõhk, et meil on väga vähe teavet selle kohta, kuidas materjalid tegelikult nende sees toimida võivad, " lisas ta. "Raua sulamise kõver on kriitilise tähtsusega, et lahendada küsimus, kas super-Maal võib olla kaitsvat magnetisfääri. See on rõhu põhjustatud rauda tahkestumine, mis vabastab latentse kuumuse, mis ajendab keerulist konvektiivvoogu planeedi südamikus."

Uurimismeeskond kasutab NIF-i katselist platvormi TARDIS (sihtmärgi difraktsioon in situ), et uurida raua sulamiskõverat vahemikus 5 kuni 20 megabari (5 kuni 20 miljonit maa keskkonda). TARDISi röntgendifraktsiooni diagnostika on mõeldud selleks, et selgitada välja faasi muutused või struktuursed üleminekud ainete olekute vahel, mis esinevad selliste äärmuslike rõhkude ja temperatuuri all olevatel materjalidel (vt NIF-i TARDIS eesmärgid võita aega ja ruumi).

Kampaania tugineb Rochesteri ülikooli Omega Laser Facility'is välja töötatud uudsele katsemeetodile. Teadlased raputavad rauaproovi, nii et see veeldub 2, 5 Mbar juures ja seejärel surutakse klambrisse (šokk), et suruda kokku 10 Mbar. In-situ röntgendifraktsioon, mis on praegu kõige sobivam vahend sulamise ja tahkestumise mõõtmiseks, kasutatakse selleks, et kinnitada, et esimene šokk sulatab materjali ja sellele järgnev rambikompressioonlaine põhjustab selle uuesti tahkestumise (erinevalt šokkide kokkusurumisest hoiab rambikompressor proovi temperatuur madal ja võimaldab uurida aine surutud äärmise tihedusega).

"Eksperimendid on ka olulised edusammud selle üle, mida saab uurida raua sulamisel staatiliste kompressioonikatsetuste abil, " ütles kampaania juhtivteadur Russell Hemley George Washingtoni ülikoolist Carnegie / DOE Alliance Centeri (CDAC) direktor. "Praegused eksperimendid on piiratud rõhuga umbes kolm Mbar-i või Maa südamiku survega ja on olnud vastuolulised. Seega saavad uued tulemused ka meie arusaama meie oma planeedi tuumikust ning annavad olulist teavet super-maade olemus ja nende potentsiaalne elamiskõlblikkus. "

"Üks võimalus seda eksperimenti mõtisklema, " ütles Kraus, "on see, et me kasutame šokki, et luua rauda, ​​mis sarnaneb super-maa vedelal raua väliskeskkonnale, sooja tiheda soojusenergia oleku. Seejärel hiljem Rõhu kokkusurumine simuleerime termodünaamilist rada, mida kogevad super-maakera vedeliku südamikus sügavale rauaga pakitud rauast. Röntgendifraktsiooniga saame otseselt vastata küsimusele, kas see rauapakk tahkub see jõuab ettenähtud sügavusele. "

NIF on ainus vahend, mis suudab saavutada ja uurida neid äärmuslikke aineolusid. Eksperimendid nõuavad kõrge ja püsiva energia intensiivsust, mis on NIF-i puhul võimalik saavutada, ja laseri ainulaadne impulsside kujundamise võime võimaldab rauapinna kokkupressimist 5 kuni 20 Mbar. Kampaania sai kuus tulpa päeva fiskaalajal 2016-2018, piisas 12 katse jaoks.

"Kui jälgime laserkontsentratsiooni tunduvalt lühema ajakaugusena tahkestunud rauast tahkete-difraktsioonide tekkimist, " ütles Kraus, "siis me teame, et sulamiskõver on piisavalt stabiilne, et omada kindlat sisemist südamikku ja vedelat välimist südamikku, mis võimaldaks magneeto-dünamot super-maa-alade sees. Siis on meie eesmärk uurida super-maa-aluste südamikel toimuvaid erinevaid entroopiaid või temperatuuri profiile ning uurida vedelate rauapaketi poolt toimuvat termodünaamilist teed. oleks kriitiline samm päikeseenergia planeedi tüüpide kindlaksmääramisel, mis võiksid olla elamiskõlblikud. "

menu
menu