عجب آزمایشی! هسته‌ی سیارات فراخورشیدی اینگونه مطالعه شد!
مجله علمی ایلیاد - دانشمندان با انفجار نمونه‌ی آهنی کوچک با لیزرهای به‌شدت قدرتمند در آزمایشگاه ملی لیورمور، می‌توانند شرایط تراکم و فشار شدید درون هسته‌های سیارات فراخورشیدی سنگی بزرگ را تکرار کنند.
این آزمایش‌ها بینش‌های منحصربه‌فردی را درباره‌ی شرایط هسته در درون سیارات فراخورشیدی دوردست ارائه داده‌اند. «ری اسمیت»، فیزیکدان در موسسه‌ی LLNL به خبرگزاری‌ها گفت: «کشف تعداد زیادی سیاره در خارج از منظومه‌ی شمسی یکی از هیجان‌انگیزترین کشف‌های علمی نسل حاضر است. این کشفیات سوالاتی بنیادی را مطرح می‌کنند.»
اسمیت افزود: «انواع مختلف سیارات فراخورشیدی کدامند و چگونه شکل می‌گیرند و تکامل پیدا می‌کنند؟ کدامیک از این اجرام می‌توانند شرایط سطحی مناسب حیات داشته باشند؟ برای پاسخ به این سوالات، باید ترکیب‌بندی و ساختار داخلی این اجرام را درک کنیم.» از میان بیش از ۴۰۰۰ سیاره‌ی فراخورشیدیِ تایید شده و داوطلبی که کپلر و دیگر شکارچیان سیاره کشف کرده‌اند، بیشترین درصد را سیارات اَبَرزمین تشکیل می‌دهند که سیاراتی سنگی با شعاع بین یک تا چهار برابر زمین هستند.
اسمیت گفت: «تعیین ساختار و ترکیب‌بندی این سیاره‌های اَبَرزمینی چالش‌برانگیز است، اما برای درک تنوع و تکامل منظومه‌های سیاره‌ای در کهکشان ما حیاتی است.» هرچه سیاره‌ی فراخورشیدی سنگی بزرگ‌تر باشد، فشار درون هسته‌ی آن متراکم‌تر خواهد بود. از آنجایی‌که آهن فراوان‌ترین عنصر درون سیارات اَبَرزمینی است، دانشمندان تصمیم به مطالعه‌ی خواص آن تحت فشار شدید گرفته‌اند.
دانشمندان از لیزرهای پرقدرت و تکنیک‌های فشرده‌سازی رَمپ استفاده کردند تا شرایط شدید را تکرار کنند. لیزر موجود در ابزار احتراق ملیِ LLNL می‌تواند ۲ مگاژول انرژی لیزر را ظرف ۳۰ نانوثانیه منتقل کند که این میزان برای فشرده‌سازی نمونه‌ی آهن به ۱.۴TPa کافی است؛ هر یک TPa برابر است با ۱۰ میلیون اتمسفر. این مقدار چهار برابر فشاری است که در مطالعات قبلی به‌دست آمد و برابر با فشارِ درون سیاره‌ی فراخورشیدی سنگی سه تا چهار برابر جرم زمین است. محققان آزمایشات‌شان را در مجله‌ی Nature Astronomy منتشر کردند.
اسمیت گفت: «مدل‌های داخلی سیاره‌ای که بر شرح مواد تشکیل‌دهنده‌ی تحت فشارهای شدید تاکید دارند، معمولاً براساس استخراج داده‌های کم فشار هستند و دامنه‌ی گسترده‌ای از حالاتِ پیش‌بینی شده‌ی ماده را تولید می‌کنند. داده‌های آزمایشی ما مبنای محکم‌تری برای تشخیص خواص سیاره‌ی اَبَرزمینی با سیاره‌ای مطلقاً آهنی ارائه می‌دهند.»
وی افزود: «علاوه بر آن، مطالعه‌ی ما ظرفیت معادلات حالت و خواص ترمودینامیکی کلیدی دیگرِ مواد هسته‌ی سیاره را در فشارهایی بیشتر از روش‌های ایستای مرسوم ثابت می‌کند. چنین اطلاعاتی برای بالا رفتن درک ما از ساختار و دینامیک سیارات فراخورشیدی سنگی بزرگ و تکامل آن‌ها حیاتی است.»
نوشته: بروکس های
ترجمه: سحر الله‌وردی - مجله علمی ایلیاد
ترجمه: سحر الله‌وردی - مجله علمی ایلیاد