ЛЕНТА

Недра углеродных планет оказались потенциально богаты алмазами

Алмазные наковальни

Dan Shim / Arisona State University

Лабораторный эксперимент показал, как карбид кремния в недрах экзопланет может взаимодействовать с водой в условиях высоких давления и температуры: выяснилось, что он образует стишовит (модификацию диоксида кремния) с прожилками алмазов. Поскольку алмазы почти несжимаемы, ученые рассчитывают, что наличие большого их количества в недрах небесных тел повлияет на отношение массы тела к радиусу — важного параметра для экзопланетологии. Статья опубликована в The Planetary Science Journal.

Насколько распространены планетные системы, в которых углерод доминирует над кислородом, до конца неизвестно: по оценкам ученых, однако, их не менее 15 процентов. Мантия таких планет состоит не из силикатов, как у Земли, а из карбидов, и в Солнечной системе подобных планет нет — помимо силикатных, человечество близко знакомо только с ледяными мирами и газовыми гигантами.

Между тем, геологические процессы в карбидных мирах должны существенно отличаться. На Земле карбид кремния — редкий минерал, не формирующий структур планетарного масштаба, поэтому ученым-планетологам остается либо строить теории, либо проводить лабораторные эксперименты, чтобы выяснить, как может быть устроена жизнь на карбидных планетах.

Гаррисон Аллен-Саттер (Harrison Allen-Sutter) из Университета штата Аризона и его коллеги решили изучить взаимодействия карбида кремния с водой при высоких температуре и давлении. Недавние исследования показали, что при нагревании этот материал взаимодействует с оксидами и формирует графит, но эксперименты проводились при относительно низком давлении и не учитывали влияние воды.

Для симуляции условий планетарных недр физикам потребовалась алмазная наковальня и лазер для нагрева. Чтобы карбид кремния лучше поглощал лазерное излучение, его смешали с порошком золота в пропорции девять к одному. После этого смесь спрессовали в фольгу диаметром 200 микрон и толщиной 10, уложили в лунку на наковальне и залили дистиллированной водой. Затем образцы прошли несколько циклов сжатия и нагрева — пиковые температуры достигали 1900 кельвинов, а давление — 48 гигапаскалей.

Результат проанализировали при помощи рентгеноструктурного метода и микро-рамановской спектроскопии. Выяснилось, что карбид кремния превратился в стишовит — модификацию кремнезема (диоксида кремния), которая появляется при очень высоких давлениях. Минерал оказался устойчивым и пережил снятие давления и удаление воды. Кроме того, ученые выяснили, что вода мешала обнаружить небольшие вкрапления алмазов — их спектроскопические линии схожи с таковыми у льда VII.

Dan Shim / Arisona State University

Поделиться

Исследователи предполагают, что наличие большого количества алмазов в недрах углеродных планет уменьшит их плотность, поскольку этот материал плохо поддается сжатию. Отношение массы планеты к радиусу — один из ключевых параметров экзопланетологии, на основании которого рассчитывают условия на поверхности.

Инопланетный климат иногда могут улучшить неожиданные факторы. Например, ранее выяснилось, что пыль в атмосфере способствует жизни, а планеты-океаны, несмотря на в корне другую геологию, также способны ее поддерживать.

Василий Зайцев

источник

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Кнопка «Наверх»
Do NOT follow this link or you will be banned from the site!
Установите приложение MEGANEWS на Google Play
УСТАНОВИТЬ
Закрыть
Закрыть

Обнаружен Adblock

Поддержите нас, пожалуйста, отключив блокировку рекламы.