четверг, 1 марта 2012 г.

Теоретические модели ледяных гигантов придётся пересмотреть

Теоретические модели ледяных гигантов придётся пересмотретьОбъединённая группа физиков из Национальной лаборатории Сандия (США) и Ростокского университета (Германия) провела новые эксперименты по ударному сжатию воды, результаты которых позволяют уточнить модели внутреннего строения планет.

Вода считается одной из основных составляющих ледяных объектов Солнечной системы, а также некоторых экзопланет — «суперземель» вроде GJ 1214b и «горячих Нептунов». Планетарным льдом при этом называют смесь H2O, CH4 и NH3, которая может находиться и в твёрдом (на поверхности), и в жидком состояниях. На Нептуне и Уране подобная смесь, скажем, существует только в виде жидкости.

Поскольку главным компонентом планетарного льда остаётся вода, при моделировании его часто представляют в виде H2O. Именно поэтому уравнение состояния воды в области высоких давлений и температур (сотен гигапаскалей и тысяч кельвинов), которые устанавливаются в недрах ледяных гигантов, представляет огромный интерес для теоретиков.

Такое уравнение состояния, найденное сотрудниками Лос-Аламосской национальной лаборатории, было внесено в специализированную базу данных Sesame несколько десятков лет назад. Данных для вывода точного уравнения тогда явно не хватало: давление, создаваемое в опытах по ударному сжатию воды, проведённых в середине ХХ века, доходило лишь до ~40 ГПа. У тех же Нептуна и Урана давление в недрах оценивается в ~600 ГПа, а у многих найденных ледяных экзопланет оно должно быть ещё больше.

С развитием экспериментальных методик исследуемая область давлений постепенно расширялась, и сейчас американо-германская группа сообщает об ударном сжатии воды до 700 ГПа и плотности в 3,8 г/см3. Таких величин физикам удалось достичь на американской установке Z Machine, способной выдавать импульсы тока с амплитудой в ~20 МА и временем нарастания в ~100 нс. Эти импульсы используются для разгона небольшой (двухграммовой) алюминиевой пластинки до 27 км/с, воздействие которой на образец и создаёт необходимое давление.

Обработка собранных данных выявила довольно серьёзный недостаток применяемых теоретиками уравнений состояния воды: они дают завышенные оценки сжимаемости на участке давлений и температур, соответствующем недрам планет. Новые измерения также подтверждают высказанное в 2009-м предположение о том, что температура в центральных областях Урана и Нептуна переоценивается, и свидетельствуют в пользу того, что многие ледяные экзопланеты обладают магнитными полями.

Полный вариант отчёта об экспериментах на Z Machine опубликован в журнале Physical Review Letters.

Подготовлено по материалам arXiv-препринта.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Другие новости науки и техники":

Компания Elpida обанкротилась
Японская компания Elpida инициировала процедуру банкротства, направив в суд прошение о защите от кредиторов. Elpida — третий по величине производитель микрочипов памяти DRAM в мире и единственный производитель изделий этого типа в Японии. Компания появилась в 1999 году после объединения подразделений по выпуску микрочипов памяти корпораций NEC и Hitachi. Тучи над Elpida начали сгущаться в 2009...
  (читать дальше)

Facebook запустила новый формат для публичных страниц
МОСКВА, 29 фев - РИА Новости, Ольга Федина. Крупнейшая в мире социальная сеть Facebook запустила новый тип аккаунтов для публичных страниц брендов, компаний и знаменитостей, сообщили РИА Новости в пресс-службе компании. Новый инструмент Facebook Pages позволит подать информацию о себе в динамичной форме. Администраторы публичных страниц смогут размещать в шапке аккаунта главную фотографию, котор...
  (читать дальше)

Суд заново рассмотрит спор ФАС и Ru-Center из-за регистрации .рф
Девятый арбитражный апелляционный суд в четверг заново рассмотрит иск крупнейшего российского регистратора доменов ЗАО "Региональный сетевой информационный центр" (Ru-Center), который требует отменить решение ФАС РФ о нарушении регистратором закона при регистрации доменов в зоне .рф. ФАС в июле 2011 года признала Ru-Center виновным в недобросовестной конкуренции, а также в сговоре с пятью другим...
  (читать дальше)

При встрече дельфины обмениваются приветствиями
Зоологи нашли у дельфинов сигнал приветствия, которым обмениваются вожаки двух групп животных при встрече друг с другом. Дельфины известны умом и сообразительностью, они даже понимают речь и жесты человека, и многие сравнивают их по уровню развития с высшими приматами. Но при этом до сих пор неясно, применяют ли дельфины свои выдающиеся умственные способности в дикой природе. Были даже сомнения ...
  (читать дальше)

Палеонтологи откопали гигантскую блоху Юрского периода в Китае
Международная группа палеонтологов обнаружила в Китае окаменелые останки гигантской блохи размером в два сантиметра - это насекомое обитало в толще перьев динозавров или других крупных животных Юрского периода примерно 165 миллионов лет назад, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature. Группа ученых под руководством Ди-ин Хуана (Diying Huang) из Института геологии и палеонтологии Китай...
  (читать дальше)

Палеонтологи восстановили облик девонского леса
Американские и британские палеонтологи смогли восстановить облик "самого древнего окаменелого леса", который был "заморожен" во времени примерно 390 миллионов лет назад на месте современного североамериканского штата Нью-Йорк; леса девонского периода были сложными, многоярусными экосистемами и не являлись примитивными сообществами из нескольких слабо отличающихся видов, как считалось ранее, говор...
  (читать дальше)

Физики наладили однофотонную связь между молекулами
В лаборатории физической химии Швейцарской высшей технической школы Цюриха была реализована однофотонная спектроскопия одиночных молекул. Напомним: основной задачей спектроскопии считается нахождение частот излучения, способных перевести молекулу в возбуждённое состояние, и построение спектров поглощения и испускания. Когда подобные опыты выполняются на уровне одиночных частиц вещества и квантов...
  (читать дальше)

Как зрение помогает обонянию
Стимуляция зрительной коры мозга помогает лучше различать запахи. Каждому из пяти чувств у нас в мозгу выделен свой участок, который принимает поступающую информацию, проводит её первичную обработку и осуществляет обратную связь с чувствительными рецепторами. При этом мы получаем цельную картину мира, что говорит о тесном общении между участками мозга, отвечающими за разные чувственные ощущения....
  (читать дальше)

Мозг поддерживает общий наркоз при отсутствии анестетика
Мозг не сразу приходит в себя по мере падение концентрации анестетика: оказалось, что нервная система запоминает состояние, в котором находилась, и какое-то время поддерживает общий наркоз собственными силами. История анестезиологии началась в XVIII веке с опытов английского физика и химика Гемфри Дэви, который исследовал действие веселящего газа (монооксида азота). С тех прошло больше двухсот л...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)