* به گفته ی دانشمندان، مواد "ممنوعه"می توانند نرخ تراوش و همرفت گرما روی سیاره های ابَرزمین را افزایش داده و میدان های مغناطیسیآن ها را نیرومندتر کنند.
دانشمندان با بهره از مدل های ریاضی به درون ابرزمین ها"نگاه کرده اند"و دریافته اند که این سیاره ها می توانند دربردارنده ی موادی باشند که قوانین کلاسیک شیمی آن ها را ممنوع کرده- این مواد می توانند نرخ دادو ستد گرما و همچنین شدت میدان مغناطیسی چنین سیاره هایی را بالا ببرند. این یافته ها در پژوهشنامه ای در نشریه ی ساینتیفیک ریپورتز ارایه شده است.
 |
| برداشت هنری از ابرزمینِ گلیزه ۸۳۲سی در فاصله ی ۱۶ سال نوری. درباره ی این سیاره خواندید: * نزدیک ترین سیاره بیگانه ای که توان زیست پذیری دارد- این تصویر در اندازه ی بزرگ تر |
نویسندگان این پژوهشنامه گروهی از دانشمندان بنیاد فیزیک و فناوری مسکو (MIPT) به رهبری دانشمند روسی، آرتم اوگانوفاستاد بنیاد دانش و فناوری اسکولکووو رییس آزمایشگاه طراحی رایانه ی MIPT بودند. اوگانوف و همکارانش در یکی پژوهش های پیشین، از الگوریتمی به نام USPEXکه توسط خود وی طراحی شده برای شناسایی ترکیبات تازه ی سدیمو کلر، و همچنین مواد بیگانه ی دیگر بهره گرفته بودند.
این پژوهشگران در تازه ترین پژوهشنامه ی خود تلاش کرده اند بدانند در فشارهای بالا چه ترکیباتی می تواند توسط سدیم، اکسیژن، و منیزیمپدید آید. این چند عنصر از روی شانس و بی دلیل برگزیده نشده بودند.
اوگانوف می گوید: «سیاره های زمین-سان دارای یک پوسته ینازک سیلیکاتی، یک گوشته یاکسید سیلیکاتی -که تا حدود ۷/۸ حجم زمین را ساخته و بیش از ۹۰ درصدش از اکسیدهایسیلیکات و منیزیم درست شده- و یک هسته یآهنیهستند. می توانیم بگوییم که بنیان شیمی زمین و سیاره های ابرزمین از منیزیم، اکسیژن، و سیلیسیماست.»
این پژوهشگران با بهره از الگوریتم USPEX، همنهش های ساختاری گوناگونی که از پیوند Mg-Si-O ممکن است در فشارهایی از ۵ تا ۳۰ میلیون برابر جو پدید آید را بررسی کردند. چنین فشارهایی می توانند در دل ابرزمین ها وجود داشته باشند- سیاره هایی با انباشت جرم سطحی جامد چندین برابر بزرگ تر از جرم زمین. یک چنین سیاره ای در سامانه ی خورشیدیوجود ندارد، ولی اخترشناسان سیاره هایی در مدار ستارگان دیگر سراغ دارند که که به سنگینی غول های گازی نیستند ولی به اندازه ی چشمگیری از زمین سنگین ترند. این سیاره ها به نام اَبَرزمین خوانده شده اند. از میان ابرزمین های شناخته شده می توان از سیاره ی "گلیزه-۸۳۲سی"با پنج برابر جرم زمین، یا سیاره ی "کپلر-۱۰سی"با ۱۷ برابر جرم زمین نام برد.
نتایج مدل های رایانه ای نشان می دهد که در درون این سیاره ها می تواند همنهش های "بیگانه ی" MgSi3O12 و MgSiO6 ساخته شود. این همنهش ها (ترکیبات) نسبت به MgSiO3 که روی زمین ساخته می شود، دارای اتم های اکسیژن بسیار بیشتری هستند.
افزون بر این، MgSi3O12 یک اکسید فلزی و یک رسانااست، در حالی که دیگر موادِ دربردارنده ی اتم های Mg-Si-O دی‌الکتریکیا نیمه رسانا هستند. اگانوف توضیح می دهد: «ویژگی های آن ها بسیار متفاوت با همنهش های معمولی منیزیم، اکسیژن، و سیلیسیم است-- بسیاری از آن ها فلزی یا نیمه‌رساناهستند. این برای پدید آوردن میدان های مغناطیسی روی دیگر سیاره ها مهم است. از آن جایی که میدان های مغناطیسی در درون یک سیاره جریان های الکتریکیتولید می کنند، رسانایی بالا می تواند به معنای میدان مغناطیسی بسیار نیرومندتری باشد.»
یک میدان مغناطیسی نیرومندتر به معنای نگاهبانی بیشتر در برابر پرتوهای کیهانی، و در نتیجه شرایط مناسب تر برای جانداران خواهد بود. این پژوهشگران همچنین اکسیدهای سیلیسیم و منیزیم تازه ای را پیش بینی کرده اند که با قوانین شیمی کلاسیک همخوانی ندارند: SiO، SiO3، و MgO3. اکسیدهای MgO2 و Mg3O2 هم پیش‌تر توسط اوگانوف در فشارهای پایین تر پیش بینی شده بود.
مدل های رایانه ای همچنین به پژوهشگران امکان داد تا واکنش های تجزیه ای که در فشارهای بسیار بالای روی ابرزمین ها برای MgSiO3 رخ می دهد را نیز شناسایی کنند: پس-پروسکایت (post-perovskite).
اوگانوف می گوید: «این بر مرز لایه ها و پویایی آن ها در گوشته تاثیر می گذارد. برای نمونه، یک واکنش گرماده (گرمازا) فرآیند همرفتگوشته و دادوستد گرما درون سیاره را سرعت می بخشد، و یک واکنش گرماگیربه کُند شدن آن ها می انجامد. این بدان معناست که سرعت حرکت صفحه های سنگ‌کره ای (لیتوسفری) در سیاره می تواند بیشتر باشد.»
همرفت که تعیین کننده ی زمین‌ساختصفحه ای و آمیختگی گوشته است، می تواند یا سریع تر باشد (آمیختگی گوشته و دادوستد گرما را سرعت بدهد) یاآهسته تر. به گفته ی اوگانوف، در تغییر گرماگیر یک سناریوی ممکن می تواند این باشد که سیاره به چندین لایه با همرفت جدا و مستقل فرو بپاشد.
چیزی که به فعالیت های آتشفشانی و یک جو تنفس پذیر روی زمین انجامیده این واقعیت است که قاره هایزمین پیوسته در حرکت و بر سطح گوشته "شناورند". اگر قاره ها از لغزش باز می ایستادند، آب و هوای زمین با پیامدهای فاجعه باری روبرو می شد.
-------------------------------------------------
تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:
واژه نامه:
magnetic field - super-Earth - planet - Scientific Reports - MIPT - Artem Oganov - Skolkovo Institute of Science and Technology - Laboratory of Computer Design - algorithm - USPEX - sodium - chlorine - silicon - oxygen - magnesium - element - silicate - crust - silicate-oxide - mantle - Earth - magnesium oxide - iron - core - magnesium - oxygen - silicon - solar system - gas giant - Gliese 832c - mega-Earth - Kepler-10c - MgSi3O12 - MgSiO6 - atom - MgSiO3 - metal oxide - conductor - dielectric - semiconductor - metal - electrical current - cosmic radiation - organism - SiO - SiO3 - MgO3 - oxide - MgO2 - Mg3O2 - computer model - post-perovskite - exothermic - lithospheric plate - Convection - plate tectonic - endothermic - continent - volcanism -
منبع: sciencedaily
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان