Som vi lärde oss i vetenskapsklassen i skolan har jorden en smält inre (den yttre kärnan) djupt under sin mantel och skorpa. Flytande magmas kan "smälta" till olika typer, en process som kallas tryckinducerad vätske-vätske-fasseparation. Grafit kan förvandlas till diamant under liknande extrema tryck. Nu visar ny forskning att en liknande process skulle kunna äga rum i exoplaneter av Super-Earth, steniga världar som är större än jorden, där ett smält magnesiumsilikatinteriör troligen också skulle förvandlas till ett tätare tillstånd.
Enkelt uttryckt genomgår magnesiumsilikatet det som kallas en fasförändring i flytande tillstånd. Forskarna kunde replikera de extrema temperaturerna och trycket som skulle finnas i dessa exoplaneter genom att använda Janus-lasern vid Lawrence Livermore National Laboratory och OMEGA vid University of Rochester. En kraftfull laserpuls genererade en chockvåg när den passerade genom proverna. Förändringar i chockens hastighet och provets temperatur indikerade när en fasändring upptäcktes.
Intressant nog visade silikatmagmaens olika vätsketillstånd i experimenten olika fysikaliska egenskaper under höga tryck och temperaturer, även om de fortfarande hade samma sammansättning. På grund av olika tätheter tenderade de olika vätsketillstånd att separera, ungefär som olja och vatten.
Resultaten borde hjälpa till att bättre förstå interiören i exoplaneter i marken, oavsett om de är ”Super-Earths” eller mindre, som Jorden eller Mars.
Ledande forskare Dylan Spaulding vid University of California, Berkeley, säger: ”Fasförändringar mellan olika typer av smälta har inte beaktats i planetariska utvecklingsmodeller. Men de kunde ha spelat en viktig roll under jordens bildning och kan tyda på att extrasolplanet 'Super-Earth' planeter är strukturerade annorlunda än jorden. '
Uppsatsen publicerades i tidningen 10 februari 2012 av tidskriften Fysiska granskningsbrev.
