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激光擠壓鐵以模擬系外行星核心

導讀 物理學家用激光撞擊鐵來模擬一些大型系外行星的核心。研究人員在4月16日的《自然天文學》雜志上報道說,這些測量為太陽系外質量數倍于地球

物理學家用激光撞擊鐵來模擬一些大型系外行星的核心。研究人員在4月16日的《自然天文學》雜志上報道說,這些測量為太陽系外質量數倍于地球的行星上的鐵的運動提供了第一個線索。

加州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的物理學家雷史密斯說,“到目前為止,還沒有關于大型系外行星中心這些物質狀態(tài)的數據?!?

在國家點火設施工作時,史密斯和他的同事們用176束激光瞄準了一個包裹在金圓筒中的幾微米厚的鐵球。激光傳輸的能量超過300億分之一秒,可以壓縮鐵,使其承受地球海平面1400萬倍的大氣壓力。研究人員測量了不同壓力下鐵的密度是如何變化的。

史密斯說,這些高壓被認為存在于有巖石的系外行星的核心,巖石的質量是地球的三到四倍。雖然我們的太陽系沒有這么大的行星,但它們是銀河系中最常見的系外行星。先前的模擬顯示,這些巖石世界的內部組成可能與地球相似。

這種相似性帶來了希望,即系外行星可能具有使地球適合生命的特征,如磁場或板塊結構(SN: 4/30/16,第36頁)。美國宇航局最新的系外行星搜索望遠鏡TESS計劃于4月16日晚發(fā)射。預計會發(fā)現數百顆這樣大小的行星(SN Online: 4/12/18)。

然而,很難理解太陽系外行星內部的細節(jié)。到目前為止,研究人員不得不從低壓測量中推斷鐵在高壓下的行為,這帶來了不確定性。有了新的測量,科學家可以更確定他們的模擬反映了真實的行星。

在此之前,史密斯和他的同事通過將金剛石壓縮到更高的壓力取得了一些進展(SN: 8/9/14,第20頁)。鉆石很容易壓縮,但它們不太可能在系外行星的深處被發(fā)現。

坦佩亞利桑那州立大學的外太空地質學家Cayman Unterborn說,“這是第一個礦物物理實驗,它將更適合每個星球?!薄耙坏┪覀冮_始用這些新任務來描述系外行星,它將變得非常重要。”

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