Nasza Galaktyka pełna jest podobnych do Neptuna, bogatych w wodę egzoplanet. Specjaliści uważają, że są one pokryte liczącą setki a nawet tysiące kilometrów warstwą wody pokrywającej skaliste jądro. Planety te mocno różnią się od Ziemi pod względem m.in. składu, struktury. Wiele na ich temat można się dowiedzieć z pomocą doświadczeń prowadzonych w laboratorium.
Naukowcy z Arizona State University, na łamach pisma „Proceedings of the National Academy of Sciences” opisali wyniki takiego eksperymentu. „Badanie chemicznych reakcji i procesów to kluczowy krok w stronę poznania tych powszechnych planet” – mówi Dan Shim, współautor publikacji.
Ogólne założenie na temat tych planet było takie, że woda i skały tworzą oddzielne warstwy. Ponieważ woda jest lżejsza, pod nią powinno znajdować się skaliste jądro.
Jednak ekstremalnie wysokie ciśnienie na granicy tych warstw może fundamentalnie zmienić zachowanie tworzących je substancji. Aby sprawdzić, co dzieje się w głębi dalekich planet i odtworzyć takie wysokie ciśnienie w warunkach laboratoryjnych, naukowcy poddali działaniu ogromnego ciśnienia krzemionkę zanurzoną w wodzie. Potem podgrzali ją za pomocą lasera do temperatury kilku tysięcy stopni. W tym czasie obserwowali materiał z pomocą promieni rentgenowskich.
Odkryli zaskakującą reakcję. W krzemionce pojawiła się niespodziewana stała faza materiału zawierająca krzem, wodór i tlen.
„Pierwotnie, zakładano, że warstwa wody i skały na bogatych w wodę planetach są dobrze oddzielone. Jednak z pomocą naszych eksperymentów odkryliśmy nieznaną wcześniej reakcję między wodą i krzemionką oraz stabilność stałej fazy o mniej więcej pośrednim składzie. Granica między wodą a skałą okazała się zaskakująco rozmyta przy dużym ciśnieniu i temperaturze” – wyjaśnia kierująca pracami Carole Nisr.
„Nasze badanie niesie ważne wnioski i tworzy nowe pytania na temat chemicznego składu oraz struktury wnętrza bogatych w wodę egzoplanet. Geochemiczne cykle planet obfitujących w wodę mogą bardzo różnić się od zachodzących na planetach skalistych, takich jak Ziemia” – podkreśla badaczka.
Więcej informacji na stronach:
https://asunow.asu.edu/20200420-asu-scientists-lead-study-galaxys-water-worlds
https://www.pnas.org/content/early/2020/04/15/1917448117
/Nauka w Polsce – PAP/
Wspieraj niezależne wydawnictwo:
Podoba Ci się to co robimy? Wesprzyj projekt Magna Polonia!
