Морозов Александр Гавриилович (moralg) wrote,
Морозов Александр Гавриилович
moralg

Category:

Самая плотная суперземля. А какая в ее недрах химия?

      Суперземли, как оказалось, довольно распространенный вид экзопланет. Под ними подразумеваются каменные, как и Земля, планеты с большими чем у Земли радиусом и массой. Естественно ожидать, что более массивные чем Земля каменные планеты будут обладать и большей средней плотностью. Ибо давление в их недрах будет тоже заметно большим. Вознникает вопрос - какова наибольшая средняя плотность у открытых к настоящему времени экзопланет-суперземель?

      Похоже, что ответ на этот вопрос несколько ошеломляет:


      В системе оранжевого карлика GJ 9827, удаленного от нас на сотню световых лет, космическим телескопом "Кеплер" открыто три суперземли. Среди которых наиболее плотной оказалась ближайшая к материнской звезде планета GJ 9827b. Ее радиус и масса больше земных в 1,64 и 7,6 раз соответственно. Отсюда следует, что если средняя плотность Земли ~ 5,5 грамм на кубический сантиметр, то у этой планеты средняя плотность ~ 9,5 грамм на кубический сантиметр. Это заметно больше плотности чистого железа (7,87 г/куб.см) !

      Давление в центре Земли ~ 3,5 млн. атмосфер, а температура ~ 6000 градусов. В таких условиях энергии теплового движения атомов сопоставимы с энергией связи электронов на их внешних электронных оболочках. Но заметно меньше энергий связи электронов ближайших внутренних электронных оболочек. Тем самым, законы химии в части валентности атомов в ядре Земли вряд ли нарушаются.

       Но давление и температура в ядре описанной выше под катом суперземли существенно больше, чем в ядре Земли. И, следовательно, энергии теплового движения атомов могут оказаться сопоставимыми с энергией связи электронов не только внешних, но и ближайших к ним внутренних  оболочек. А с учетом электронов этих внутренних оболочек могут возникать и
запрещенные классической химией соединения.

      Понятно, что поставить реальный эксперимент в подобных условиях просто нереально. Выход - строить адекватную математическую модель. Это было сделано и...

  Такое моделирование в интервале давлений 5-30 млн. атмосфер было проведено и результаты опубликованы в Scientific Reports (кратко на русском - здесь). Были обнаружены весьма экзотические соединения - MgSi3O12;  MgSiO6; SiO; SiO3; MgO3. И много других. Часть из них проводники. Что вполне может содействовать возникновению достаточно приличного магнитного поля у таких суперземель.

      Как видим, нет худа без добра. Большая сила тяжести на таких суперземлях дает бонус в виде гораздо более мощного чем у Земли магнитного поля. Защищающего Жизнь на них от "солнечных" ветров и ураганов материнских звезд.


Tags: Физика на пальцах, Экзопланеты
Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Маленькие рассказы о космосе (18).

    За 10 лет в ЖЖ написал немало постов по космической тематике. Расфасовав их метками по разным подтемам. Но будучи сделанными в разное время по…

  • Чем могу быть полезен?

    Еще Козьма Прутков говаривал: Специалист подобен флюсу, полнота его одностороння. К середине 1980-х я тоже стал подобен флюсу, что было…

  • Уроки физики. 5. Главный закон механики.

    Галилей заложил фундамент корректной экспериментальной физики. И закрепил на нем первый камень теоретической физики, сформулировав свой принцип…

promo moralg march 5, 2018 03:01 43
Buy for 30 tokens
Многие из нас вздрагивают, когда дорогу нам перебегает черная кошка. Но неприятных последствий обычно не возникает и мы быстро забываем о ней. Но два дня назад на северо-восток США обрушилась очередная буря и совершила совсем не очередное действо - сломала дерево, которое 227 лет назад посадил…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments