Wie wir im naturwissenschaftlichen Unterricht in der Schule gelernt haben, hat die Erde ein geschmolzenes Inneres (den äußeren Kern) tief unter ihrem Mantel und ihrer Kruste. Die flüssigen Magmen können zu verschiedenen Arten „schmelzen“, ein Prozess, der als druckinduzierte Flüssig-Flüssig-Phasentrennung bezeichnet wird. Graphit kann unter ähnlichen extremen Drücken zu Diamant werden. Neue Forschungsergebnisse zeigen nun, dass ein ähnlicher Prozess in „Super-Earth“ -Exoplaneten stattfinden könnte, felsigen Welten, die größer als die Erde sind und in denen ein geschmolzenes Magnesiumsilikat-Inneres wahrscheinlich auch in einen dichteren Zustand übergehen würde.
Einfach ausgedrückt, das Magnesiumsilikat erfährt im flüssigen Zustand einen sogenannten Phasenwechsel. Mit dem Janus-Laser des Lawrence Livermore National Laboratory und OMEGA der University of Rochester konnten die Wissenschaftler die extremen Temperaturen und Drücke in diesen Exoplaneten nachbilden. Ein starker Laserpuls erzeugte eine Stoßwelle, als er durch die Proben ging. Änderungen der Geschwindigkeit des Schocks und der Temperatur der Probe zeigten an, wann eine Phasenänderung festgestellt wurde.
Interessanterweise zeigten die verschiedenen Flüssigkeitszustände des Silikatmagmas in den Experimenten unterschiedliche physikalische Eigenschaften unter hohen Drücken und Temperaturen, obwohl sie immer noch dieselbe Zusammensetzung hatten. Aufgrund unterschiedlicher Dichten neigten die verschiedenen Flüssigkeitszustände dazu, sich zu trennen, ähnlich wie Öl und Wasser.
Die Ergebnisse sollen helfen, das Innere von Exoplaneten vom terrestrischen Typ besser zu verstehen, unabhängig davon, ob es sich um „Super-Erden“ oder kleinere wie Erde oder Mars handelt.
Der leitende Wissenschaftler Dylan Spaulding von der University of California in Berkeley erklärt: „Phasenänderungen zwischen verschiedenen Arten von Schmelzen wurden in planetaren Evolutionsmodellen nicht berücksichtigt. Aber sie könnten während der Entstehung der Erde eine wichtige Rolle gespielt haben und darauf hindeuten, dass außersolare „Super-Erde“ -Planeten anders strukturiert sind als die Erde. “
Das Papier wurde in der Ausgabe der Zeitschrift vom 10. Februar 2012 veröffentlicht Briefe zur körperlichen Überprüfung.
