遥远星球的室内化学物质可能与地球不同

时间：2021-11-02 11:24:59 来源：

过氧化镁镁的晶体结构，MgO2，由谢尔盖洛巴诺夫提供，使用K.Momma的绘画结构的程序创建。

新研究表明，过氧化物镁可能在太阳系之外极其氧化的碎屑和岩石行星核心富裕。

华盛顿特区 - 随着天文学家继续在遥远的恒星周围寻找新的岩石行星，高压物理学家正在考虑这些行星的内部可能就像，他们的化学物质如何与地球上发现的不同。包括三名Carnegie科学家在内的团队的新工作表明，与地球相比，其他行星中的不同镁化合物可能丰富。他们的工作是由科学报告出版的。

氧气和镁是地球地幔中的两个最丰富的元素。然而，当科学家在我们自己的太阳系之外预测岩石，地面行星的化学成分时，他们不应该假设其他岩石行星将有像尼古拉斯·洛尔图韦（Nicholas Holtgrewe）的研究团队（包括Carnegie的Sergey Lobanov），和亚历山大·戈阿里夫。

已知具有岩石行星的星星在化学成分中变化。这意味着这些岩石行星的矿物学可能与我们自己的地球不同。例如，在主持岩石行星的星星中观察到升高的氧含量。因此，在其他岩石行星的内部中，氧气可能更加丰富，因为星形的化学构成会影响周围形成的行星的化学化妆。如果一个星球比地球更氧化，那么这也可能影响其内部发现的化合物的组成，包括本研究主题的镁化合物。

氧化镁，MgO，众所周知，即使在非常高的压力下也是非常稳定的。它在地球下部地幔中发现的条件下它没有反应。虽然过氧化镁，MgO 2，可以在高氧浓度下在实验室中形成，但在加热时非常不稳定，如行星内部的情况一样。

以前的理论计算表明过氧化物在高压条件下过氧化镁将变得稳定。进一步迈出了一步，该团队列出了测试是否可以在模仿行星内部的极端条件下合成稳定的过氧化镁。

使用激光加热的金刚石砧座，它们将氧化镁和氧气的氧化镁样品带到不同的压力，意图模拟行星内饰，从环境压力到正常大气压（0-160种千兆位），加热它们温度高于3,140华氏度（2,000个Kelvin）。他们发现，在正常大气压（96种千兆位）和3,410华氏度（2,150 kelvin）的温度下，氧化镁与氧气反应以形成过氧化镁的温度下约950,000倍。

“我们的研究结果表明，过氧化镁可能丰富，在太阳系之外的岩石行星中的极端氧化的地幔和核心中，”纸罗巴诺夫说：当我们开发关于遥远的行星的理论时，我们不承担他们的理论化学和矿物质是地球。“

“这些调查结果提供了高压实验室实验不能只教导我们的方法的另一个例子，而是可能对遥远的行星造成的，但也可能是遥远的，”加入了Goncharov。

由于其化学惰性，MgO也长期被用作将热量和压力传递到实验样品的导体。“但是，这种新信息在高压下其化学反应性意味着MgO需要修改这些实验用途，因为在环境条件下的这种非常稳定的材料可以在高压下产生不必要的反应，”Goncharov添加。

另一位共同作者是芝加哥大学的石朱朱·奥格纳夫和克里斯·普拉克斯和维塔尔斯·普拉克彭彭斯卡。

本研究由深度碳天文台，国家科学基金会，俄罗斯联邦政府和外国人才引入和学术交流计划提供资金。在XSEDE设施和功能性非物质布鲁克海汶国家实验室的中心进行计算，由DOE-BES支持。

出版物：Sergey S. Lobanov等人。，“高压稳定的过氧化镁”，科学报告5，物品编号：13582（2015）; DOI：10.1038 / srep13582

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