Ученые продолжают изучать планеты-гиганты нашей Вселенной. Они экспериментальным путем воссоздали условия, существующие в недрах таких планет, как Юпитер и Уран, и узнали больше об этих космических телах.
Ученые сосредоточились на углероде, который является четвертым по распространенности элементом во Вселенной после водорода, гелия и кислорода. Углерод играет важную роль на многих типах планет как в нашей Солнечной системе, так и за ее пределами.
Чтобы лучше изучить условия на планетах-гигантах, ученые использовали самый мощный в мире лазер, чтобы сжать образцы алмазов до давления, в 50 миллионов раз превышающего атмосферное давление на Земле. Это сравнимо с давлением, которое существует в центре Юпитера и Сатурна. В частности, ученые использовали 176 лазеров с тщательно подобранными параметрами энергии и времени, чтобы создать волну давления, которая сжимала материал в течение короткого промежутка времени.
Итак, что же произошло?
Алмаз испарился менее чем за 10 миллиардных долей секунды. Кроме того, несмотря на то, что алмаз является наименее сжимаемым из известных материалов, исследователям удалось сжать его до беспрецедентной плотности, превышающей плотность свинца при нормальных условиях.
Ранее такое давление достигалось только с помощью ударных волн, которые также создают высокие температуры. Но ударные волны нереалистичны для недр планет, где температура ниже. Чтобы добиться более низких температур, исследователи тщательно регулировали скорость изменения интенсивности лазерного излучения с течением времени.
Эта новая возможность исследования
«Эта новая возможность исследовать материю при давлениях на атомном уровне, когда экстраполяция более ранних данных об ударных и статических нагрузках становится ненадежной, накладывает новые ограничения на теории о плотной материи и модели эволюции планет», — заявил Рип Коллинз, один из авторов нового исследования, в пресс-релизе.
Полученные данные позволяют узнать больше о внутреннем строении массивных планет, что может пролить свет на происхождение этих планет и иметь значение для других планетарных тел во Вселенной.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.