Under pres, brint giver en afspejling af kæmpe planetinteriør

Lab-baseret efterligning tillod et internationalt team af fysikere, herunder Carnegies Alexander Goncharov, at undersøge brint under de forhold, der findes i interiøret på kæmpe planeter-hvor eksperter mener, at det bliver klemt, indtil det bliver til et flydende metal, i stand til at lede elektricitet. Deres arbejde udgives i Videnskab .

Brint er det mest forekommende element i universet og det enkleste-består kun af en proton og en elektron i hvert atom. Men denne enkelhed er vildledende, fordi der stadig er så meget at lære om det, herunder dens adfærd under forhold, der ikke findes på Jorden.

For eksempel, selvom brint på overfladen af ​​kæmpe planeter, ligesom vores solsystems Jupiter og Saturn, er en gas, ligesom det er på vores egen planet, dybt inde i disse kæmpe planetariske interiører, forskere mener, at det bliver en metallisk væske.

"Denne transformation har været et mangeårigt fokus på opmærksomhed inden for fysik og planetarisk videnskab, "sagde hovedforfatter Peter Celliers fra Lawrence Livermore National Laboratory.

Forskergruppen - som også omfattede forskere fra den franske alternative energi og atomenergikommission, University of Edinburgh, University of Rochester, University of California Berkeley, og George Washington University-fokuseret på denne gas-til-metallisk-væskeovergang i molekylært hydrogens tungere isotopdeuterium. (Isotoper er atomer af det samme element, der har samme antal protoner, men et andet antal neutroner.)

De studerede, hvordan deuteriums evne til at absorbere eller reflektere lys ændrede sig under op til næsten seks millioner gange normalt atmosfærisk tryk (600 gigapascal) og ved temperaturer under 1, 700 grader Celsius (ca. 3, 140 grader Fahrenheit). Reflektivitet kan indikere, at et materiale er metallisk.

De fandt ud af, at deuterium under omkring 1,5 millioner gange normalt atmosfærisk tryk (150 gigapascal) skiftede fra gennemsigtigt til uigennemsigtigt - absorberede lyset i stedet for at lade det passere igennem. Men en overgang til metallignende reflektivitet startede ved næsten 2 millioner gange normalt atmosfærisk tryk (200 gigapascal).

"At bygge bedre modeller af potentiel exoplanetarisk arkitektur, denne overgang mellem gas og metallisk flydende brint skal demonstreres og forstås, "Goncharov forklarede." Derfor fokuserede vi på at lokalisere begyndelsen af ​​reflektivitet i komprimeret deuterium, flytte os tættere på en komplet vision om denne vigtige proces. "