Недра твердых планет вне Солнечной системы могут отличаться от земных. Об экспериментальном физико-химическом обосновании этой гипотезы сообщает онлайн-приложение к журналу Nature Scientific Report.
Группа исследователей из нескольких американских научных центров — преимущественно наши соотечественники — экспериментально показала, что различные соединения магния могут присутствовать в недрах экзопланет в большом количестве, чего нельзя сказать о Земле. Геохимики из Института Карнеги (Carnegie Institution for Science) Сергей Лобанов (Sergey Lobanov), Николас Холтгрю (Nicholas Holtgrewe) и Александр Гончаров (Alexander Goncharov) считают, что астрономы, открывающие новые планеты, не должны полагать, что минералогия их мантии такая же, как на Земле. Химический состав звезд, вокруг которых вращаются твердые планеты, разнообразен, а это означает, что с точки зрения минералогии планеты будут отличаться как друг от друга, так и от Земли. К примеру, если какая-то планета более богата кислородом, чем наша, то и состав ее недр будет иным, включая содержание магниевых соединений с кислородом, которые были объектом исследования авторов. Оксид магния (MgO) известен как чрезвычайно стабильное соединение даже при высоком давлении, и считается, что он не вступает в химические реакции в нижних слоях мантии Земли. Тогда как пероксид, или перекись, магния (MgO2) образовывающийся в лабораторных условиях при высоких концентрациях кислорода, становится нестабильным при нагревании.
Поместив микроскопические образцы оксида магния с кислородом в ячейки с алмазными наковальнями под различным давлением и при лазерном нагревании, авторы моделировали планетные недра. Давление в этих экспериментах было в диапазоне от нормального до 160 гигапаскалей, что превышает нормальное давление в окружающей среде в 1,6 миллиона раз, а температура достигала 2000 градусов по Кельвину. Оказалось, что при давлении в 96 гигапаскалей и температуре в 2150 Кельвина оксид магния, вступая в реакцию с кислородом, превращается в перекись магния. Полученные в лаборатории результаты предполагают обилие этого пероксида в чрезвычайно окисленных мантии и ядре твердых планет вне Солнечной системы. Как подчеркивает Сергей Лобанов, “разрабатывая теории относительно далеких планет, важно помнить о том, что их химия и минералогия могут отличаться от земных”. Среди других авторов публикации Артем Оганов (Artem Oganov) из Университета Стони-Брук (Stony Brook University) и Виталий Пракапенка (Vitali Prakapenka) из Чикагского университета (University of Chicago).
Нет комментариев