Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Để tìm hiểu thêm về các ngoại hành tinh giống như sao Hải Vương, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã cung cấp một trong những nghiên cứu trong phòng thí nghiệm khoáng vật học đầu tiên cho các ngoại hành tinh giàu nước.
Các quan sát vật lý thiên văn đã chỉ ra rằng các ngoại hành tinh giàu nước giống như sao Hải Vương rất phổ biến trong thiên hà của chúng ta. Những “thế giới nước” được cho là bao phủ bởi một lớp dày của nước từ hàng trăm đến hàng ngàn dặm sâu trên một vỏ manti.
Mặc dù các ngoại hành tinh giàu nước là phổ biến nhưng thành phần của chúng rất khác với Trái đất, do đó có nhiều điều chưa biết về cấu trúc, thành phần và chu trình địa hóa của các hành tinh này.
Để tìm hiểu thêm về các hành tinh này, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế dẫn đầu là Đại học bang Arizona đã cung cấp một trong những nghiên cứu trong phòng thí nghiệm khoáng vật học đầu tiên cho các ngoại hành tinh giàu nước. Kết quả nghiên cứu của họ đã được công bố gần đây trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Science .
Đồng tác giả Dan Shim thuộc Trường khám phá Trái đất và Không gian của ASU cho biết: “Nghiên cứu các phản ứng và quá trình hóa học là một bước thiết yếu để phát triển sự hiểu biết về các loại hành tinh phổ biến này”.
Phỏng đoán khoa học chung là nước và đá tạo thành các lớp riêng biệt trong nội thất của thế giới nước. Vì nước nhẹ hơn, bên dưới lớp nước trong các hành tinh giàu nước, nên có một lớp đá. Tuy nhiên, áp suất và nhiệt độ cực cao ở ranh giới giữa các lớp nước và đá có thể thay đổi căn bản các hành vi của các vật liệu này.
Để mô phỏng áp suất và nhiệt độ cao này trong phòng thí nghiệm, tác giả chính và nhà khoa học nghiên cứu Carole Nisr đã tiến hành thí nghiệm tại Phòng thí nghiệm Vật liệu Trái đất và Hành tinh của Shim tại ASU bằng cách sử dụng các tế bào đe kim cương áp suất cao.
Trong thí nghiệm của họ, nhóm nghiên cứu ngâm silica trong nước và nén mẫu giữa các viên kim cương đến áp suất rất cao, sau đó làm nóng mẫu bằng chùm tia laser tới hơn vài nghìn độ F.
Nhóm nghiên cứu cũng tiến hành đốt nóng bằng laser tại Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne ở Illinois. Để theo dõi phản ứng giữa silica và nước, các phép đo tia X được thực hiện trong khi laser làm nóng mẫu ở áp suất cao.
Những gì họ tìm thấy là một pha rắn mới bất ngờ với silicon, hydro và oxy cùng nhau.
Nisr giải thích: “Ban đầu, người ta cho rằng các lớp nước và đá trong các hành tinh giàu nước được tách biệt tốt. Nhưng chúng tôi đã phát hiện qua các thí nghiệm của mình một phản ứng chưa biết trước đây giữa nước và silica cùng sự ổn định của pha rắn gần như ở chế phẩm trung gian. Sự khác biệt giữa nước và đá dường như ‘mờ’ một cách đáng ngạc nhiên ở áp suất cao và nhiệt độ cao.”
Các nhà nghiên cứu hy vọng rằng những phát hiện này sẽ nâng cao kiến thức của chúng ta về cấu trúc và thành phần của các hành tinh giàu nước và các chu trình địa hóa của chúng.
Nghiên cứu của các nhà khoa học có ý nghĩa quan trọng và đặt ra những câu hỏi mới cho thành phần hóa học và cấu trúc bên trong lõi của các ngoại hành tinh giàu nước. Chu trình địa hóa cho các hành tinh giàu nước có thể rất khác so với các hành tinh đá, như Trái đất.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học bang Arizona . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :