Ogromne ciśnienie skompresowało diament. Potężny laser "udawał" wnętrze Jowisza

Wzmacniacze National Ignition Facility, lasera, który pomógł odtworzyć warunki panujące w planetarnych wnętrzachlasers.llnl.gov / Lawrence Livermore National Laboratory

Za pomocą największego i najpotężniejszego lasera na świecie naukowcy po raz pierwszy eksperymentalnie odtworzyli warunki istniejące w głębi planet gigantów. Wytworzona przez nich fala ciśnienia skompresowała diament tak, że odparował w niewyobrażalnie małym ułamku sekundy i znacznie zmienił swoją gęstość. Ten eksperyment pozwolił zrewidować teoretyczne prognozy, według których dotąd opisywano planetarne wnętrza.

Naukowcy z połączonych zespołów amerykańskiego Lawrence Livermore National Laboratory, oraz uniwersytetów Kalifornijskiego, Berkeley i Princeton użyli National Ignition Facility (NIF) - największego i najbardziej energetycznego urządzenia laserowego na świecie - ścisnęli próbki materiału, oddziałując na nie ciśnieniem 50 mln razy większe od ziemskiego ciśnienia atmosferycznego. Mniej więcej takie występują we wnętrzach Jowisza czy Saturna oraz wielu innych planet odkrytych poza Układem Słonecznym.

Jako obiekt eksperymentu wybrano diament, który jest postacią węgla. Badania skupiają się na tym pierwiastku, bo jest czwartym po wodorze, helu i tlenie najbardziej powszechnie występującym w kosmosie. Odgrywa istotną rolę w różnych typach planet, zarówno tych należących do Układu Słonecznego, jak i spoza niego. Wyniki doświadczenia opublikowano w lipcowym numerze czasopisma "Nature".

Ściśnięty diament gęstszy niż ołów

Spośród 192 laserów NIF zespół wykorzystał 176 i za pomocą generowanej przez nie energii wytworzył falę ciśnienia, która w krótkim czasie skompresowała próbkę. Poddany takiemu eksperymentowi diament odparował w mniej niż 10 miliardowych części sekundy. Chociaż jest najmniej ściśliwym znanym materiałem (ściśliwość to miara względnej zmiany objętości cieczy lub ciała stałego w odpowiedzi na zmianę ciśnienia), to w tym doświadczeniu udało się skompresować go do bezprecedensowej gęstości. Okazała się ona większa niż gęstość ołowiu w warunkach otoczenia, który jest od diamentu znacznie cięższy.

- Opracowane tu eksperymentalne techniki zapewniają nowe możliwości odtwarzania warunków ciśnienia i temperatury panujących głęboko we wnętrzach planet - powiedział Ray Smith, fizyk z Lawrence Livermore National Laboratory i główny autor publikacji.

Zgodność ciśnienia i temperatury

Takie wartości ciśnienia, jak te osiągnięte podczas eksperymentu, uzyskiwano już wcześniej, ale towarzyszyły im fale uderzeniowe wytwarzające wysokie temperatury - o wartościach setek tysięcy stopni - które nie pozwalały realistycznie odtworzyć warunków panujących we wnętrzach planet. Żeby tego dokonać, trzeba było rozwiązać problem, jak przy znacznym zwiększeniu ciśnienia utrzymać temperatury na poziomie odpowiadającym wartościom z planetarnych wnętrz.

Można to porównać do przemieszczania pługa - kiedy się chce za jego pomocą przesunąć piasek bez spiętrzania go, ruch musi być odpowiednio wolny. W przypadku eksperymentu z odtwarzaniem warunków panujących w głębi planet cel udało się osiągnąć dzięki ostrożnemu i precyzyjnemu dostrojeniu szybkości, z jaką zmienia się intensywność lasera w czasie.

Konfrontacja teorii z rzeczywistością

Dane uzyskane podczas tych badań to jedne z pierwszych rezultatów odnoszących się do prognoz pochodzących z czasów początków mechaniki kwantowej, czyli sprzed ponad 80 lat. Dotychczas te prognozy rutynowo stosowano do opisywania wnętrz planet i gwiazd. Między tą teorią a nowymi danymi istnieje duża zgodność, jednak odkryto też ważne różnice. To właśnie na nich mają się skupić dalsze badania doświadczenia z udziałem NIF.

Naukowcy mogą teraz dokonać dokładnych pomiarów właściwości odpowiadających za to, jak te planety ewoluują w czasie. Te informacje są niezbędne dla zrozumienia procesu tworzenia się tych masywnych obiektów. Tajemnicą do wyjaśnienia są też właściwości skompresowanego diamentu.

Autor: js/mj / Źródło: sciencedaily.com

Źródło zdjęcia głównego: lasers.llnl.gov / Lawrence Livermore National Laboratory

Pozostałe wiadomości

W wielu regionach Polski zrobiło się biało, a śnieg cały czas sypie. W niektórych miejscach pokrywa śnieżna wzrosła do około 20-30 centymetrów. Sprawdź, gdzie występują opady.

Strefy opadów wędrują nad Polską. Gdzie pada śnieg

Strefy opadów wędrują nad Polską. Gdzie pada śnieg

Źródło:
tvnmeteo.pl, TVN24

IMGW wydał alarmy pierwszego stopnia. Synoptycy ostrzegają przed obfitymi opadami śniegu, silnym wiatrem i oblodzeniem. W wielu regionach kraju na drogach może być ślisko. Sprawdź, gdzie aura będzie groźna.

Obfite opady śniegu, oblodzone drogi. IMGW ostrzega

Obfite opady śniegu, oblodzone drogi. IMGW ostrzega

Źródło:
IMGW

Zimowa aura nastała w wielu regionach kraju. - Są takie miejsca w Polsce, gdzie leży prawie 30 centymetrów śniegu - powiedział w piątek na antenie TVN24 Tomasz Wasilewski, prezenter tvnmeteo.pl. Na Kontakt24 otrzymujemy zdjęcia z miejscowości, w których zrobiło się biało.

Zimowa aura w Polsce. "Są takie miejsca, gdzie leży prawie 30 centymetrów śniegu"

Zimowa aura w Polsce. "Są takie miejsca, gdzie leży prawie 30 centymetrów śniegu"

Źródło:
tvnmeteo.pl, Kontakt24

Pogoda na dziś. Piątek 22.11 przyniesie przelotne opady śniegu, które miejscami mogą być obfite. Termometry pokażą maksymalnie 0-3 stopni. Biomet będzie niekorzystny.

Pogoda na dziś - piątek 22.11. Czeka nas kontynuacja zimowych opadów

Pogoda na dziś - piątek 22.11. Czeka nas kontynuacja zimowych opadów

Źródło:
tvnmeteo.pl

Weekend przyniesie opady śniegu, które w części kraju przechodzić będą w deszcz ze śniegiem i deszcz. Miejscami będą one marznące, przez co zrobi się bardzo ślisko. Nowy tydzień zafunduje nam ocieplenie i wzrost temperatury do około 10 stopni.

Wir niżowy Renate przyniesie kolejne obfite opady śniegu. Potem przyjdzie duże ocieplenie

Wir niżowy Renate przyniesie kolejne obfite opady śniegu. Potem przyjdzie duże ocieplenie

Źródło:
tvnmeteo.pl

Zima zagościła w wielu regionach kraju. W Koszalinie w czwartek rano leżało tyle śniegu, ile na Kasprowym Wierchu. Niektórzy narzekają na trudne warunki na drogach i mówią, że to za wcześnie, inni cieszą się z bajkowych widoków. Na Kontakt24 otrzymujemy zdjęcia i nagrania z miejscowości, w których zrobiło się biało.

W Koszalinie tyle śniegu, co na Kasprowym Wierchu. Pokazujecie, gdzie spadł śnieg

W Koszalinie tyle śniegu, co na Kasprowym Wierchu. Pokazujecie, gdzie spadł śnieg

Aktualizacja:
Źródło:
Kontakt24, tvnmeteo.pl

Paraliż komunikacyjny, przerwy w dostawie energii elektrycznej oraz w działaniu sieci komórkowych to skutki śnieżyc, które w czwartek przeszły przez Finlandię. Prądu zostało pozbawionych nawet 80 tysięcy odbiorców.

Atak zimy. 80 tysięcy odbiorców bez prądu, nie jeżdżą pociągi

Atak zimy. 80 tysięcy odbiorców bez prądu, nie jeżdżą pociągi

Źródło:
PAP

Intensywne opady śniegu spowodowały w czwartek duże opóźnienia na paryskim lotnisku Roissy-Charles-de-Gaulle. Przewoźników poproszono o odwołanie 10 procent zaplanowanych na czwartek połączeń - poinformowała agencja AFP.

Duże utrudnienia na paryskim lotnisku. Przez śnieg

Duże utrudnienia na paryskim lotnisku. Przez śnieg

Źródło:
PAP, meteofrance.com, tvnmeteo.pl

Śnieg ostatniej nocy i w czwartek zasypał Irlandię. Warunki na drogach znacznie się pogorszyły. Synoptycy teraz ostrzegają przed mrozem, a na horyzoncie widać ulewne opady deszczu i wichury.

Zasypało Irlandię. Teraz idą na nią ulewy i wichury

Zasypało Irlandię. Teraz idą na nią ulewy i wichury

Źródło:
ENEX, The Irish Times, tvnmeteo.pl

W kilkudziesięciu departamentach Francji obowiązują pomarańczowe ostrzeżenia przed śniegiem, marznącymi opadami i silnym wiatrem. Władze apelują do kierowców o zachowanie szczególnej ostrożności.

Atak zimy i porywistego wiatru. Prawie cały kraj objęty alarmami

Atak zimy i porywistego wiatru. Prawie cały kraj objęty alarmami

Źródło:
ENEX, Meteo France, connexionfrance.com

W nocy ze środy na czwartek doszło do kolejnej erupcji wulkanu na półwyspie Reykjanes w południowo-zachodniej Islandii. Wybuch poprzedziła seria niewielkich trzęsień ziemi. W związku z erupcją wprowadzono stan alarmowy i ewakuowano około 60 osób z miejscowości Grindavik.

Czerwona łuna widoczna z Reykjaviku

Czerwona łuna widoczna z Reykjaviku

Źródło:
PAP, Iceland News, Time

Po raz pierwszy w tym sezonie ratownicy TOPR wprowadzili pierwszy stopień zagrożenia lawinowego w Tatrach. Oznacza to możliwe samoistne schodzenie małych i średnich lawin. Najniższy stopień zagrożenia obowiązuje w Tatrach od wysokości 1800 m n.p.m.

Zagrożenie lawinowe pierwszego stopnia w Tatrach

Zagrożenie lawinowe pierwszego stopnia w Tatrach

Źródło:
PAP

Mieszkańcy północno-zachodnich regionów USA oraz części Kanady od wtorku zmagają się z niebezpiecznymi warunkami związanymi z uderzeniem potężnej bomby cyklonowej. Żywioł niesie za sobą wichury oraz ekstremalne ulewy i jest oceniany jako jeden z najsilniejszych od lat. Najnowsze informacje mówią o dwóch ofiarach śmiertelnych.

"Bałem się, że zostanę uderzony latającymi odłamkami"

"Bałem się, że zostanę uderzony latającymi odłamkami"

Źródło:
Reuters, CNN, NBC News, PAP

W północnej Hiszpanii potwierdzono pojawienie się szerszenia Vespa soror. Jeśli ten inwazyjny gatunek zacznie występować powszechnie, może zagrozić miejscowym owadom - ostrzegają naukowcy.

W Europie odkryto nowy gatunek szerszenia. Może zagrozić rodzimym owadom

W Europie odkryto nowy gatunek szerszenia. Może zagrozić rodzimym owadom

Źródło:
PAP, Ecology and Evolution

84 procent huraganów, które pojawiły się na Oceanie Atlantyckim w latach 2019-2023, zostało wzmocnionych przez zmianę klimatu - wynika z najnowszych badań naukowców.

"Jako ludzkość zostawiliśmy swoje odciski palców na każdym z tych huraganów"

"Jako ludzkość zostawiliśmy swoje odciski palców na każdym z tych huraganów"

Źródło:
Nature

Największa rakieta świata Starship odbyła we wtorek szósty lot testowy. Booster statku, czyli pierwszy stopień rakiety, nie został jednak przechwycony przez mechaniczne ramiona wieży startowej, tak jak planowano.

Megarakieta poleciała, ale nie wszystko się udało. Pojawił się nietypowy gość

Megarakieta poleciała, ale nie wszystko się udało. Pojawił się nietypowy gość

Aktualizacja:
Źródło:
PAP, SpaceX, tvnmeteo.pl

Tygrys syberyjski zaatakował rolnika w jednej z wiosek na północnym wschodzie Chin. Mężczyzna został ugryziony w rękę. To niejedyna niebezpieczna sytuacja z udziałem tych zwierząt, do jakiej doszło w tej okolicy. Władze wystosowały ostrzeżenie dla mieszkańców.

Tygrys ugryzł mężczyznę, władze ostrzegają mieszkańców

Tygrys ugryzł mężczyznę, władze ostrzegają mieszkańców

Źródło:
Reuters, Global Times, chinadaily.com

We wtorek nad ranem na niebie można było dostrzec księżycowe halo. To rzadkie i efektowne zjawisko zarejestrowano między innymi w Wielkopolsce. Na Kontakt24 otrzymaliśmy wyjątkowe zdjęcia.

Świetlisty krąg otoczył Księżyc

Świetlisty krąg otoczył Księżyc

Źródło:
Kontakt24, tvnmeteo.pl

Co najmniej osiem osób zginęło w wyniku przejścia tajfunu Man-yi nad Filipinami. W trakcie ubiegłego weekendu żywioł uderzył w ląd dwukrotnie, niosąc potężne ulewy i porywisty wiatr. W wielu regionach rozpoczęło się wielkie sprzątanie i liczenie strat. Lokalne władze zaapelowały o pomoc dla poszkodowanych mieszkańców.

"Nie pozbierali się po poprzednich kataklizmach, kiedy uderzył supertajfun"

"Nie pozbierali się po poprzednich kataklizmach, kiedy uderzył supertajfun"

Źródło:
Reuters

Nagrania samotnego delfina pływającego w Morzu Bałtyckim wprawiły w zdumienie naukowców. Słychać na nich, jak ssak wydaje z siebie tysiące różnych dźwięków. Wśród ekspertów pojawiła się teoria, że z powodu odosobnienia mógł on rozmawiać sam ze sobą. Inni uważają, że była to próba skomunikowania się z innymi delfinami.

Samotny delfin w Bałtyku wydawał z siebie tysiące dźwięków

Samotny delfin w Bałtyku wydawał z siebie tysiące dźwięków

Źródło:
Livescience

Dwie osoby zginęły, a ponad 100 tysięcy mieszkańców zostało poszkodowanych w wyniku przejścia burzy tropikalnej Sara przez Honduras. Wiele miejsc jest odciętych od świata po ulewach. Na najbliższe dni zapowiadane są kolejne opady deszczu.

Takich opadów dawno tu nie było. Nie żyją dwie osoby

Takich opadów dawno tu nie było. Nie żyją dwie osoby

Źródło:
CNN Espanol, Diario1, EFE

W Ekwadorze wprowadzono 60-dniowy stan wyjątkowy. W kraju szaleją pożary, brakuje wody i panuje susza. W listopadzie ogień strawił ponad 10 tysięcy hektarów roślinności. Mieszkańcy borykają się też z częstymi przerwami w dostępie do energii elektrycznej.

Pożary, susza, brak prądu. Ogłosili 60-dniowy stan wyjątkowy

Pożary, susza, brak prądu. Ogłosili 60-dniowy stan wyjątkowy

Źródło:
PAP, Reuters

Do nietypowego zdarzenia doszło na lotnisku w Ponta Delgada na Azorach. Po pokładzie jednego z samolotów rozpierzchło się ponad 100 chomików. Maszyna przez pięć dni nie mogła wylecieć do stolicy Portugalii.

Ponad 100 chomików uziemiło samolot na Azorach

Ponad 100 chomików uziemiło samolot na Azorach

Źródło:
PAP, tvnmeteo.pl

Naukowcom po raz pierwszy udało się eksperymentalnie udowodnić społeczne uczenie się u zwierząt niebędących ludźmi, wynikające ze zmiany środowiska. Najnowsze badania ekspertów z Instytutu Maxa Plancka wykazały, że sikorki bogatki po migracji błyskawicznie poznawały nowe zachowania od lokalnej, dopiero co poznanej społeczności.

Sprawili, że ptaki nauczyły się nowych zachowań. Bez tego by się to nie udało

Sprawili, że ptaki nauczyły się nowych zachowań. Bez tego by się to nie udało

Źródło:
ScienceDaily

Ocean wyrzucił na brzeg w Kalifornii rzadką rybę - przedstawicielkę występującego w głębinach gatunku z rodziny Regalecidae, nazywaną "rybą zagłady". Czemu zawdzięcza reputację "przepowiadacza" naturalnych katastrof?

"Ryba zagłady" znaleziona na brzegu oceanu

"Ryba zagłady" znaleziona na brzegu oceanu

Źródło:
NBC News, CBS News tvn24.pl

Blisko 20 procent przypadków zachorowania na dengę, chorobę przenoszoną przez komary, można przypisać zmianom klimatycznym - wynika z najnowszej analizy naukowców. Jeśli nie zostaną podjęte działania mające powstrzymać globalne ocieplenie, liczba zachorowań przypisana kryzysowi klimatycznemu do 2050 roku może wzrosnąć nawet do 60 procent.

"Denga nadchodzi". Przegrzanie Ziemi tylko pogarsza sytuację

"Denga nadchodzi". Przegrzanie Ziemi tylko pogarsza sytuację

Źródło:
LiveScience, AFP

Nowe Delhi walczy z duszącymi miasto zanieczyszczeniami powietrza. Dają się one we znaki także zwierzętom z lokalnego ogrodu zoologicznego. Aby im ulżyć, władze postanowiły skorzystać z pewnej prostej metody.

Smog w zoo. Trzeba było ruszyć na pomoc zwierzętom

Smog w zoo. Trzeba było ruszyć na pomoc zwierzętom

Źródło:
Reuters, Times of India

Naukowcy przedstawili pierwsze szczegółowe wyniki badań próbek z niewidocznej strony Księżyca dostarczonych przez chińską sondę Chang'e 6. Analiza ich składu wskazała, że między trzema a czterema miliardami lat temu trwała tam aktywność wulkaniczna. To kluczowe informacje dla zrozumienia wyraźnych różnic między półkulami Srebrnego Globu.

Co się dzieje na niewidocznej stronie Księżyca? Zbadano pierwsze próbki

Co się dzieje na niewidocznej stronie Księżyca? Zbadano pierwsze próbki

Źródło:
PAP, CNN, tvnmeteo.pl

Duży pożar w kalifornijskim hrabstwie Ventura na początku listopada strawił kilka tysięcy hektarów i wiele budynków. O ogromnych stratach mówią rolnicy. Wskutek żywiołu spłonęły miliony pszczół.

Szalał pożar, spłonęły miliony pszczół

Szalał pożar, spłonęły miliony pszczół

Źródło:
ABC7