Мощные лазеры помогли ученым смоделировать условия в центральных областях массивных планет
Ученые-физики из Ливерморской национальной лаборатории провели эксперименты, наведя лучи множества мощных лазеров на небольшую железную частичку. Условия, которые возникли при этом на очень короткое время, были максимально приближены к условиям, присутствующим в центральных областях массивных планет, масса которых в несколько раз превышает массу Земли. Проведенные во время эксперимента измерения дали ученым в руки множество данных, содержащих ответы на вопрос о том, как ведет себя железо в подобных условиях.
Эксперимент был проведен на печально известной лазерной установке National Ignition Facility. Ученые навели лучи 176 лазеров на железный шарик, диаметром в несколько микрометров, покрытый тонким слоем золота. Лучи лазерного света за 30 миллиардных долей секунды поставили такое количество энергии, что железо сжалось под давлением, превышающим в 14 миллионов раз нормальное атмосферное давление. Во время этого сверхбыстрого сжатия ученые измеряли изменения плотности железа и изменения других параметров этого материала.
Столь высокое давление, по расчетам ученых, присутствует в центральных областях ядер каменистых экзопланет, масса которых в три-четыре раза превышает массу Земли. В нашей Солнечной системе нет ни одной такой планеты, однако, такие планеты относятся к самому распространенному типу в нашей галактике. И, согласно некоторым предположениям, некоторые массивные экзопланеты могут по составу и строению быть весьма схожими с нашей Землей.
Подобие некоторых экзопланет Земле служит источником надежд на то, что у этих планет имеется ряд факторов и параметров, делающих их благоприятными для жизни, таких, как магнитное поле, к примеру. Ученые рассчитывают, что новый охотник за экзопланетами, космический телескоп TESS, запуск которого был недавно отложен, найдет сотни подобных планет в непосредственной близости от Солнечной системы.
Несмотря на то, что количество обнаруженных экзопланет уже исчисляется тысячами и это количество будет увеличено в ближайшем будущем, у людей пока еще отсутствуют инструменты, позволяющие даже изучать внешнюю часть экзопланет. А о том, чтобы исследовать то, что происходит в их недрах и говорить пока преждевременно. Поэтому ученым остается только экстраполировать все имеющиеся данные, совмещая их с данными, полученными путем математического моделирования или проведения подобных экспериментов. И результаты данного эксперимента позволят ученым обрести большую уверенность в том, что имеющиеся на сегодняшний день математические модели в какой-то мере соответствуют действительности.
“Проведенный нами эксперимент является одним из экспериментов, результаты которого можно использовать по отношению к любой планете нашей галактики” – пишут ученые, – “И результаты подобных экспериментов станут иметь еще более важное значение, когда мы, вооруженные новыми инструментами, займемся более подробным изучением и каталогизацией планет, находящихся за пределами Солнечной системы”.
