ACTUALITATE
🔒
Au fost publicate stiri noi. Click aici pentru a le afisa.
Before yesterdayUltimele Stiri

Comportamentul bizar al mineralelor din adâncurile Pământului, explicat într-un nou studiu

17 January 2023 at 16:00
image

Un nou model detaliat realizat de cercetătorii de la Caltech ilustrează comportamentul surprinzător al mineralelor din adâncul planetei de-a lungul a milioane de ani și arată că procesele se desfășoară de fapt într-un mod complet opus față de ceea ce se teoretizase anterior.

Cercetarea a fost realizată de o echipă internațională de oameni de știință, printre care se numără Jennifer M. Jackson, profesor de fizică minerală William E. Leonhard.

O lucrare care descrie studiul apare în revista Nature.

„În ciuda dimensiunii enorme a planetei, părțile mai adânci sunt adesea trecute cu vederea deoarece sunt literalmente inaccesibile”, spune Jackson. „În plus, aceste procese sunt atât de lente încât ni se par imperceptibile. Dar fluxul din mantaua inferioară este un motor profund care afectează tectonica plăcilor și poate controla activitatea vulcanică.”

Mantaua inferioară a planetei este o rocă solidă, dar, de-a lungul a sute de milioane de ani, aceasta se scurge încet, ca un caramel gros, transportând căldura în printr-un proces numit convecție.

Regiunile adânci ale Pământului sunt inaccesibile

Multe întrebări rămân fără răspuns cu privire la mecanismele care permit ca această convecție să aibă loc. Temperaturile și presiunile extreme din mantaua inferioară fac ca aceasta să fie dificil de simulat în laborator.

Pentru referință, presiunea din mantaua inferioară este de aproape o mie de ori mai mare decât presiunea din cel mai adânc punct al oceanului.

Astfel, în timp ce multe experimente de laborator privind fizica minerală au furnizat ipoteze despre comportamentul rocilor din mantaua inferioară, procesele care au loc la scări temporale geologice pentru a conduce fluxul lent al convecției din mantaua inferioară au fost incerte.

în cea mai mare parte dintr-un silicat de magneziu numit bridgmanit, dar include și o cantitate mică, dar semnificativă, de oxid de magneziu numit periclază, amestecat printre bridgmaniți, pe lângă cantități mici de alte minerale.

Mantaua inferioară a planetei este o rocă solidă

Experimentele de laborator au arătat anterior că periclaza este mai slabă decât bridgmanitul și se deformează mai ușor, dar aceste experimente nu au luat în considerare modul în care pe o scară de timp de milioane de ani.

Atunci când au încorporat aceste scări temporale într-un model de calcul complex, Jackson și colegii săi au descoperit că granulele de periclază sunt de fapt mai puternice decât bridgmanitul care le înconjoară.

Înțelegerea acestor procese extreme care se petrec sub picioarele noastre este importantă pentru crearea unor simulări cvadridimensionale precise ale planetei noastre și ne ajută să înțelegem mai multe despre alte planete, de asemenea.

Mii de exoplanete au fost confirmate în prezent, iar descoperirea mai multor informații despre fizica mineralelor în condiții extreme oferă noi perspective asupra evoluției planetelor radical diferite de a noastră, scrie Phys.org.

Vă recomandăm să mai citiți și:

articolul original.

Care va fi soarta Pământului? O planetă care se va ciocni cu steaua sa ne-ar putea oferi câteva indicii

26 December 2022 at 18:00
image

Astronomii au identificat pentru prima oară o planetă care se îndreaptă spre ceea ce ar putea fi o coliziune cu steaua sa. Posibila coliziune ar putea să ofere o idee despre cum ar putea sfârși Pământul într-o zi.

O echipă de cercetători spune că exoplaneta Kepler-1658b, sortită pieirii, poate ajuta la clarificarea modului în care lumile sfârșesc pe măsură ce stelele lor îmbătrânesc.

Kepler-1658b, care se află la 2.600 de ani-lumină de Pământ, este un tip de planetă numit Jupiter-fierbinte, potrivit Science Alert.

În cât timp estimează astronomii coliziunea dintre Kepler-1658b și steaua sa?

Deși are dimensiuni , planeta orbitează în jurul stelei sale gazdă la o optime din distanța dintre Soare și Mercur, ceea ce o face mult mai fierbinte decât gigantul gazos din Sistemul nostru Solar.

Orbita lui Kepler-1658b în jurul stelei sale gazdă durează mai puțin de trei zile și se scurtează cu aproximativ 131 de milisecunde pe an, potrivit studiului.

„Dacă va continua să se deplaseze înspre steaua sa în ritmul observat, în mai puțin de trei milioane de ani. Este pentru prima dată când observăm dovezi directe ale unei planete care se deplasează înspre steaua sa evoluată”, a declarat Shreyas Vissapragada, postdoctorand la Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics și autorul principal al studiului.

Orbita planetei este scurtată de mareea asemănătoare oceanelor

O stea evoluată intră în faza de „subgigantă” a ciclului de viață stelară atunci când începe să se extindă și să devină mai strălucitoare.

Orbita lui Kepler-1658b este scurtată de maree, într-un proces similar cu cel prin care oceanele Pământului cresc și scad în fiecare zi. Această forță gravitațională poate funcționa în ambele sensuri. Spre exemplu, Luna se îndepărtează foarte încet de Pământ.

Ar putea Pământul să se îndrepte spre o traiectorie similară?

„Moartea prin stele este o soartă care se crede că așteaptă multe lumi și ar putea reprezenta și sfârșitul Pământului peste miliarde de ani, pe măsură ce Soarele nostru îmbătrânește”, a declarat Centrul pentru Astrofizică din SUA.

Vissapragada a precizat că „în aproximativ cinci miliarde de ani, Soarele va evolua într-o stea gigantă roșie”, iar „ este oarecum neclară”.

Kepler-1658b, o planetă reflectorizantă și tot mai fierbinte

Kepler-1658b a fost prima exoplanetă observată vreodată de Telescopul Spațial Kepler, lansat în 2009. Cu toate acestea, a fost nevoie de aproape un deceniu de muncă înainte ca existența planetei să fie confirmată în 2019.

Pe parcursul a 13 ani, astronomii au reușit să observe schimbarea lentă, dar constantă, a orbitei planetei în timp ce aceasta tranzita prin fața stelei sale gazdă. Anterior se credea că acest lucru se datorează faptului că este o planetă deosebit de reflectorizantă, a spus el.

Dar acum cercetătorii cred că planeta este mult mai fierbinte decât se anticipa, posibil din cauza acelorași forțe care o împing spre steaua sa.

Studiul cercetătorilor a fost publicat în The Astrophysical Journal Letters.

articolul original.

Astronomii au descoperit o „planetă infernală”, condamnată de o atracție fatală

14 December 2022 at 16:00
image

O „planetă infernală”, atât de apropiată de steaua sa gazdă, încât suprafața este probabil un ocean de magmă, a devenit un studiu de caz care ar putea dezvălui cum apar aceste lumi extreme.

„Planeta infernală se numește 55 Cancri e (cunoscută și sub numele de Janssen), iar o nouă analiză a orbitei sale și a orbitelor celorlalte exoplanete care se învârt în jurul stelei arată că Janssen s-a format, cel mai probabil, la o distanță mult mai mare de stea, apropiindu-se încet de aceasta în timp și topindu-se în acest proces. Am aflat cum a ajuns acest sistem multiplanetar – unul dintre sistemele cu pe care le-am găsit – în starea sa actuală”, spune astrofizicianul Lily Zhao de la Institutul Flatiron din New York, SUA.

Toate sistemele planetare au ciudățeniile lor, dar sistemul Copernicus, situat la o distanță de 41 de ani-lumină, are câteva ciudățenii proprii. În afară de Janssen, cinci exoplanete orbitează în jurul stelei: Galileo, Brahe, Harriot și Lipperhey, și toate sunt mai îndepărtate de Copernicus decât fratele lor ciudat.

Cu cea mai apropiată orbită, Janssen se învârte în jurul stelei sale, numită Copernicus (o pitică portocalie puțin mai mică decât Soarele), aproximativ o dată la 18 ore.

Suprafața exoplanetei ar putea fi un ocean de magmă

Are o rază de 1,85 ori mai mare decât cea a Pământului și o masă de aproximativ 8 ori mai mare decât a acestuia. Acest lucru înseamnă că este puțin mai densă decât Pământul și ar fi putut fi un super-Pământ stâncos destul de normal, aflat la o distanță mai mare de steaua sa.

Suntem foarte limitați în ceea ce privește informațiile pe care le putem culege despre exoplanete, chiar și despre cele atât de apropiate precum cele din sistemul Copernicus. Așadar, pentru a culege noi date, Zhao și echipa sa s-au apucat să efectueze măsurători pe orbitele celor cinci exoplanete din jurul stelei.

Știam deja că orbita lui Janssen era diferită de celelalte patru. Acest lucru se datorează faptului că există două modalități principale prin care pe baza efectului lor asupra stelei gazdă.

Primul este un tranzit, atunci când exoplaneta trece între noi și stea, atenuându-i ușor lumina. O scădere regulată a luminii stelei înseamnă probabil că o exoplanetă orbitează.

Orbita lui Janssen, diferită de celelalte patru

Al doilea este viteza radială. Aceasta are legătură cu gravitația. în jurul unei stele exercită o atracție gravitațională. Bineînțeles, gravitația nu este la fel de puternică ca cea a stelei, dar face ca aceasta să se ,,clatine” ușor pe loc.

Acest lucru se observă prin modificări ale lungimii de undă a luminii provenite de la stea: se întinde puțin pe măsură ce steaua se îndepărtează de noi și se comprimă pe măsură ce steaua se apropie de noi.

Toate cele cinci exoplanete ale lui Copernicus au fost detectate cu ajutorul vitezei radiale, dar observațiile ulterioare au confirmat că Janssen și Galileo sunt singurele care au tranzitat.

Acest lucru înseamnă că este posibil ca aceste două planete să nu se afle pe același plan orbital ca Brahe, Harriot și Lipperhey, iar tranzitul lui Galileo este atât de tangențial încât astronomii nu au putut să-i măsoare raza și temperatura, deci nici nu împărtășește planul orbital al lui Janssen.

Sistemul Copernicus este situat la o distanță de 41 de ani-lumină

Cercetătorii au extras mai multe informații despre orbita lui Janssen. Pe măsură ce o stea se rotește, lumina din partea care se rotește spre noi este ușor comprimată, iar lumina din partea care se rotește în sens opus este ușor întinsă.

Cu ajutorul unui nou instrument puternic, EXtreme PREcision Spectrometer (EXPRES) de la Observatorul Lowell din Arizona, echipa a putut vedea mișcarea lui Janssen de-a lungul stelei, urmărindu-i traiectoria cu mare precizie.

Acest lucru a arătat că exoplaneta trasează o traiectorie în jurul ecuatorului stelei. Cercetările anterioare au descoperit că partenerul binar al lui Copernicus, o mică pitică roșie, a perturbat probabil sistemul, trăgând exoplanetele într-un plan orbital foarte înclinat față de axa de rotație a stelei, scrie ScienceAlert.

Zhao și colegii săi cred că o interacțiune între exoplanete ar fi putut să o împingă pe Janssen pe o orbită în declin în jurul stelei, căzând din ce în ce mai aproape. Deoarece Copernicus se rotește, se aplatizează ușor, creând o ușoară umflătură în jurul ecuatorului, unde câmpul gravitațional este mai puternic.

O „planetă infernală” prezintă o enigmă interesantă

Exoplaneta, în mod natural, a fost atrasă în această regiune. Este posibil ca Galileo să facă același lucru pe o orbită scurtă de 14,7 zile, deși vor fi necesare analize suplimentare pentru a afla acest lucru.

Lucrarea demonstrează o modalitate de a studia istoria exoplanetelor aflate pe orbite foarte apropiate de stelele lor.

De un interes deosebit sunt exoplanetele numite „Jupiteri fierbinți”, adică giganți gazoși cu orbite mai mici de o zi. Aceste lumi prezintă o enigmă interesantă, deoarece sunt prea aproape de stelele lor pentru a permite formarea unei atmosfere groase.

Migrarea spre interior este una dintre modalitățile prin care aceste exoplanete fierbinți ar putea ajunge atât de aproape de o stea. Această lucrare sugerează că acest model ar putea fi corect.

Cercetarea a fost publicată în Nature Astronomy.

Vă recomandăm să mai citiți și:

articolul original.

Astronomii au descoperit un gigant gazos cu o densitate mai mare decât cea a Pământului

8 December 2022 at 16:00
image

După ce au efectuat măsurători ale unei exoplanete foarte tinere, de mărimea lui Jupiter, numită HD-114082b, oamenii de știință au descoperit că proprietățile sale nu se potrivesc perfect cu niciunul dintre cele două modele populare de formare a planetelor gigant gazos. Pur și simplu, este mult prea grea pentru vârsta sa.

„Comparativ cu modelele acceptate în prezent, HD-114082b este de două-trei ori prea densă pentru un gigant gazos tânăr, cu o vârstă de numai 15 milioane de ani”, explică astrofizicianul Olga Zakhozhay de la Institutul Max Planck pentru Astronomie din Germania.

Orbitând în jurul unei stele numite HD-114082 la aproximativ 300 de ani lumină distanță, exoplaneta a făcut obiectul unei campanii intense de colectare de date.

Cu o vârstă de doar 15 milioane de ani, HD-114082b este una dintre cele mai vreodată, iar înțelegerea proprietăților sale ar putea oferi indicii cu privire la modul de formare a planetelor – un proces care nu este pe deplin înțeles.

Pentru o caracterizare completă a unei exoplanete sunt necesare două tipuri de date, în funcție de efectul pe care îl are asupra stelei sale gazdă.

HHD-114082, una dintre cele mai tinere exoplanete descoperite vreodată

Datele de tranzit sunt o înregistrare a modului în care lumina unei stele se diminuează atunci când o trece prin fața ei. Dacă știm cât de strălucitoare este steaua, această atenuare slabă poate dezvălui dimensiunea exoplanetei.

Datele privind viteza radială, pe de altă parte, reprezintă o înregistrare a modului în care o stea se clatină în loc ca răspuns la atracția gravitațională a exoplanetei. Dacă cunoaștem masa stelei, atunci amplitudinea oscilației sale ne poate oferi masa exoplanetei.

Timp de aproape patru ani, cercetătorii au colectat observații ale vitezei radiale ale HD-114082. Folosind datele combinate de tranzit și de viteză radială, cercetătorii au determinat că HD-114082b are aceeași rază ca Jupiter – dar are o masă de 8 ori mai mare decât a lui Jupiter.

Aceasta înseamnă că exoplaneta are o densitate de aproximativ două ori mai mare decât cea a Pământului și de aproape 10 ori mai mare decât cea a lui Jupiter.

Exoplaneta are o densitate de aproape 10 ori mai mare decât cea a lui Jupiter

Dimensiunea și masa acestei exoplanete tinere înseamnă că este foarte puțin probabil să fie o planetă stâncoasă foarte mare. Limita superioară pentru acestea este de aproximativ 3 raze terestre și 25 de mase terestre.

Există, de asemenea, o gamă foarte mică de densități în cazul exoplanetelor stâncoase. Peste acest interval, corpul devine mai dens, iar gravitația planetei începe să rețină o atmosferă semnificativă de hidrogen și heliu.

HD-114082b depășește cu mult acești parametri, ceea ce înseamnă că . Dar astronomii nu știu cum a ajuns în acest fel.

„Credem că planetele gigantice se pot forma în două moduri posibile”, spune astronomul Ralf Launhardt de la MPIA. „Ambele au loc în interiorul unui disc protoplanetar de gaz și praf distribuit în jurul unei stele centrale tinere.”

Cele două moduri sunt denumite „început la rece” sau „început la cald”. Într-un start la rece, se crede că exoplaneta se formează, pietricică cu pietricică, din resturile din discul care orbitează în jurul stelei.

O planetă stâncoasă foarte mare?

Bucățile sunt atrase, mai întâi electrostatic, apoi gravitațional. Cu cât capătă mai multă masă, cu atât crește mai repede, până când devine suficient de masivă pentru a declanșa o acumulare accelerată de hidrogen și heliu, cele mai ușoare elemente din Univers, rezultând un înveliș gazos masiv în jurul unui nucleu stâncos.

Având în vedere că gazele pierd căldură pe măsură ce cad spre nucleul planetei și formează o atmosferă, aceasta este considerată o opțiune relativ rece.

Un început fierbinte este, de asemenea, cunoscut sub numele de instabilitate a discului și se crede că apare atunci când o regiune de instabilitate în vârtejul din disc se prăbușește direct în sine sub acțiunea gravitației.

Corpul rezultat este o exoplanetă complet formată care nu are un nucleu stâncos, unde gazele își păstrează mai multă căldură, scrie ScienceAlert.

Exoplanetele care experimentează un început rece sau un început fierbinte ar trebui să se răcească în ritmuri diferite, producând caracteristici distincte pe care ar trebui să le putem observa.

„Nu înțelegem foarte bine formarea planetelor gigantice”

Cercetătorii spun că proprietățile lui HD-114082b nu se potrivesc cu modelul începutului la cald. Dimensiunea și masa sa sunt mai degrabă compatibile cu o acumulare a nucleului. Dar chiar și așa, este încă prea masiv pentru dimensiunea sa. Fie are un nucleu neobișnuit de dur, fie se întâmplă altceva.

„Este mult prea devreme pentru a abandona noțiunea de început fierbinte”, spune Launhardt. „Tot ce putem spune este că încă nu înțelegem foarte bine formarea planetelor gigantice.”

Exoplaneta este una dintre cele trei exoplanete mai tinere de 30 de milioane de ani pe care le cunoaștem, pentru care astronomii au obținut măsurători ale razei și masei. Până acum, toate trei par să nu fie compatibile cu modelul instabilității discului.

„Este interesant modul în care rezultatele noastre se alimentează în teoria formării planetelor. Ele ne ajută să ne îmbunătățim cunoștințele despre cum cresc aceste planete gigantice și ne spun unde se află lacunele înțelegerii noastre.”

Cercetarea a fost publicată în Astronomy & Astrophysics.

Vă recomandăm să mai citiți și:

articolul original.
  • There are no more articles
❌