Korzystając z wysokoenergetycznych laserów oraz dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego, naukowcy byli w stanie określić krzywą topnienia żelaza do ciśnienia 1000 gigapaskali, trzy razy większego niż panujące w wewnętrznym jądrze Ziemi.
Przedstawiciele Lawrence Livermore National Laboratory opisali swoje dokonania na łamach Science. Ich dokonania są szczególnie warte uwagi ze względu na fakt, iż wytworzone ciśnienie było niemal czterokrotnie wyższe niż kiedykolwiek wygenerowane w warunkach laboratoryjnych.
Czytaj też: Odkryli 301 nowych egzoplanet. Pomogły sieci neuronowe
Dzięki tak zaawansowanym warunkom, naukowcy odkryli, że ciekły metalowy rdzeń utrzymywał się najdłużej w przypadku planet podobnych do naszej o masie od czterech do sześciu razy większej niż Ziemia. Jak wyjaśnia Rick Kraus, krzywa topnienia żelaza jest kluczowa dla zrozumienia wewnętrznej struktury, ewolucji termicznej i potencjału dynamicznie generowanych magnetosfer.
Wygenerowane ciśnienie było niemal 4-krotnie wyższe od dotychczas tworzonych w warunkach laboratoryjnych
Dynamo naszej planety jest generowane w konwekcyjnym ciekłym żelaznym jądrze zewnętrznym. Otacza ono stałe żelazne jądro wewnętrzne i jest napędzane ciepłem uwalnianym podczas krzepnięcia żelaza. Mając na uwadze duże znaczenie żelaza w istnieniu skalistych planet, dokładne określenie właściwości fizycznych w ekstremalnych ciśnieniach i temperaturach stanowi klucz do przewidywania procesów zachodzących w ich wnętrzach.
Czytaj też: Naukowcy wiedzą, gdzie znajdują się chemiczne pozostałości po młodej Ziemi
Krzywa topnienia to punkt, w którym ciało stałe zamienia się w ciecz. Jest ona zależna od ciśnienia jakiemu jest poddawana dana substancja – w tym przypadku żelazo. Poza oszacowaniem długości istnienia płynnego rdzenia, autorzy badań zebrali również dowody na to, że kinetyka krzepnięcia w tak ekstremalnych warunkach jest liczona w nanosekundach, w czasie których dochodzi do przejścia z cieczy w ciało stałe.
