التناظر في الكواكب العملاقة من الدخول والخروج من هذا العالم

يمكن للباحثين الآن إعادة إنشاء وقياس خصائص المواد التي تتحكم في كيفية تطور هذه الكواكب مع مرور الوقت بدقة.

العالم لورانس ليفرمور : للمرة الأولى التي يعاد تجريبيا الظروف التي توجد في عمق كواكب عملاقة مثل المشتري وأورانوس، والعديد من الكواكب المكتشفة حديثا خارج نظامنا الشمسي. يمكن للباحثين الآن إعادة إنشاء وبدقة قياس خصائص المواد التي تتحكم في كيفية تطور هذه الكواكب مع مرور الوقت، معلومات أساسية لفهم كيفية تشكل هذه الكائنات الضخمة. وركزت هذه الدراسة على الكربون، وهو رابع العناصر الأكثر وفرة في الكون (بعد الهيدروجين والهليوم، والأكسجين)، والتي لها دور مهم في العديد من أنواع الكواكب في نظامنا الشمسي وخارجه.

باستخدام أكبر ليزر في العالم، ومرفق الإشعال الوطنية  في مختبر لورانس ليفرمور في ولاية كاليفورنيا (LLNL)، وفرق من مختبر، جامعة كاليفورنيا، بيركلي، وجامعة برينستون تقلص العينات إلى 50 مليون مرة الضغط الجوي للأرض، وهو مشابه لضغوط في مركز كوكب المشتري وزحل.استخدم الفريق الليزر مع الطاقة على شكل رائع مقابل الوقت لإنتاج موجة الضغط الذي ضغط المواد لفترة قصيرة من الزمن. ويتبخر في أقل من 10 أجزاء من البليون من الثانية - العينة - الماسي. على الرغم من الماس هو المادة الأقل انضغاط، تمكن الباحثون من ضغطها لكثافة غير مسبوقة أكبر من الرصاص في الظروف المحيطة.واضافراي سميث ان "التقنيات التجريبية وضعت هنا لتوفير قدرات جديدة لإعادة إنتاج ظروف الضغط والحرارة تجريبيا في عمق الكواكب الداخلية "

وقد تم التوصل إلى هذه الضغوط من قبل، ولكن فقط مع موجات الصدمة التي تخلق أيضا درجات حرارة عالية - مئات الآلاف من درجات الحرارة أو أكثر - ليست واقعية لباطن الكواكب. كان التحدي التقني حفظ درجات حرارة منخفضة بما فيه الكفاية لتكون وثيقة الصلة بالكواكب. المشكلة هي مماثلة لتحريك محراث ببطء بما فيه الكفاية لدفع الرمال إلى الأمام دون بناء ارتفاع. وقد تحقق ذلك من خلال ضبط بعناية معدل كثافة الليزر الذي يتغير مع مرور الوقت.قال كولينز"، هذه القدرة الجديدة لاستكشاف مادة كمقياس الضغوط الذري، حيث استقراء في وقت سابق من الصدمة  وبيانات ثابتة أصبحت لا يمكن الاعتماد عليها، ويوفر قيود جديدة لنظريات كثيفة ونماذج تطور الكوكب"

البيانات الموضحة في هذا العمل هي من بين التجارب الأولى للتنبؤات المحرزة في الأيام الأولى لميكانيكا الكم، منذ أكثر من 80 عاما، والتي تستخدم بشكل روتيني لوصف المادة في وسط الكواكب والنجوم. حين الاتفاق بين هذه البيانات ونظرية جديدة هي جيدة، وهناك اختلافات مهمة اكتشافها، مما يوحي الكنوز الخفية المحتملة في خصائص الماس مضغوط لمثل هذا التطرف. وتركز التجارب في المستقبل على مزيد من فتح هذه الأسرار.

المصدر :http://astronomy.com/news/2014/07/peering-into-giant-planets-from-in-and-out-of-this-world

ترجمة :طارق حسين