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

Najbliższe dni w Polsce przyniosą niską temperaturę, a od czwartku także opady śniegu. Pod koniec tygodnia, za sprawą wyżu z centrum nad północną Skandynawią, nastąpi wyraźne ochłodzenie.

Jest szansa na to, że trochę mocniej sypnie śniegiem

Jest szansa na to, że trochę mocniej sypnie śniegiem

Źródło:
tvnmeteo.pl

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej ostrzega przed mroźną nocą, podczas której termometry mogą pokazać -16 stopi. Obowiązuje też prognoza zagrożeń pogodowych na kolejne dni. Wynika z niej, że poza mrozem pojawią się także marznące opady i oblodzenie.

Trzaskający mróz i lód na drogach. Tu należy zachować ostrożność

Trzaskający mróz i lód na drogach. Tu należy zachować ostrożność

Aktualizacja:
Źródło:
IMGW

Przed nami pełnia Księżyca. W środę nocne niebo rozświetli tak zwany Śnieżny Księżyc.

Przed nami pełnia Śnieżnego Księżyca

Przed nami pełnia Śnieżnego Księżyca

Źródło:
tvnmeteo.pl, almanac.com

Wewnętrzne jądro Ziemi mogło zmienić swój kształt w ciągu ostatnich 20 lat - uważają naukowcy. Ich badanie może dostarczyć cennych informacji na temat funkcjonowania pola magnetycznego, które odgrywa kluczową rolę w ochronie naszej planety przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym.

Wewnętrzne jądro Ziemi mogło zmienić kształt

Wewnętrzne jądro Ziemi mogło zmienić kształt

Źródło:
BBC, CNN

Naukowcy obawiają się, że zjawisko La Nina, które zazwyczaj prowadzi do spadku temperatury na świecie, mogło stracić swój wpływ na hamowanie globalnego ocieplenia. Obawy wśród ekspertów wzbudziły dane zunijnego programu Copernicus, pokazujące, że tegoroczny styczeń był najgorętszy w historii pomiarów.

Czy La Nina traci swoją supermoc? Naukowcy zadają sobie ważne pytanie

Czy La Nina traci swoją supermoc? Naukowcy zadają sobie ważne pytanie

Źródło:
Phys.org

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej opublikował długoterminową prognozę eksperymentalną na wiosnę i początek lata. Czy nadchodzące tygodnie przyniosą ze sobą powiew zimy, czy też nad naszym krajem rozgości się ciepło? Sprawdź przewidywania meteorologów.

Wiosna może być inna niż zazwyczaj. Mamy prognozę

Wiosna może być inna niż zazwyczaj. Mamy prognozę

Źródło:
IMGW

Śnieg pojawił się w niektórych regionach Grecji. Biało zrobiło się w górach położonych na kontynencie, a także na Krecie i Eubei. Zimowa aura nie odpuści, bo w środę również może sypać śnieg.

Zimowa aura zapanowała w Grecji

Zimowa aura zapanowała w Grecji

Źródło:
ENEX, lifo.gr

Obfite opady śniegu sparaliżowały Stambuł. We wtorek w kilku dzielnicach tureckiej metropolii zamknięto szkoły, a samochody ślizgały się na ośnieżonych i oblodzonych drogach. Utrudnienia zanotowano także w ruchu lotniczym.

Śnieżyca w Stambule. Utrudnienia na drogach, odwołane loty i pozamykane szkoły

Śnieżyca w Stambule. Utrudnienia na drogach, odwołane loty i pozamykane szkoły

Źródło:
PAP, Anadolu Ajansi

Na francuskiej wyspie Amsterdam od połowy stycznia trwa pożar. Ogień zniszczył ponad połowę jej powierzchni, ale służby nie podejmują akcji gaśniczej - terytorium jest zbyt odległe i niedostępne, by ją poprowadzić. Przyrodnicy obawiają się, że pożar poważnie wpłynie na rzadkie gatunki bytujące na wyspie.

Wyspa płonie od miesiąca. Jest zbyt daleko, by gasić pożar

Wyspa płonie od miesiąca. Jest zbyt daleko, by gasić pożar

Źródło:
Radio France, France24

Ponad dwa tysiące szkół w stanie Rio Grande do Sul na południu Brazylii odwołało w poniedziałek zajęcia. Tego dnia uczniowie mieli wrócić do nauki po wakacyjnej przerwie. Decyzja o przełożeniu rozpoczęcia roku szkolnego jest związana z ekstremalnymi upałami, jakie obecnie występują w Brazylii

Z powodu upału rok szkolny zacznie się później

Z powodu upału rok szkolny zacznie się później

Źródło:
Reuters, Globo, Agencia Brasil, MetSul

Sytuacja sejsmiczna na greckim Santorini nadal martwi ekspertów i lokalnych mieszkańców. W nocy z poniedziałku na wtorek na wyspie zanotowano jeden z najsilniejszych do tej pory wstrząsów. Jak relacjonowała reporterka TVN24 Dominika Ziółkowska, naukowcy rozważają dwa scenariusze rozwoju sytuacji.

12 tysięcy wstrząsów, dwa scenariusze dla Santorini. "To jest bardzo dziwne uczucie"

12 tysięcy wstrząsów, dwa scenariusze dla Santorini. "To jest bardzo dziwne uczucie"

Źródło:
TVN24, eKathimerini

Z jednej z farm w okolicach miejscowości Storvika w Norwegii uciekło co najmniej 27 tysięcy łososi. Mogą one stanowić zagrożenie dla ryb żyjących na wolności, ponieważ są nosicielami nieznanych im chorób i pasożytów.

Z przemysłowej hodowli uciekło 27 tysięcy łososi. Mogą zagrażać rybom żyjącym na wolności

Z przemysłowej hodowli uciekło 27 tysięcy łososi. Mogą zagrażać rybom żyjącym na wolności

Źródło:
PAP

Pożary lasów trawią centralną i południową część Chile. Walkę z ogniem utrudniają warunki pogodowe i działania ludzkie - wiele ognisk zostało wznieconych celowo. Wyczerpanych strażaków wspierają osoby prywatne, dowożące wodę do gaszenia własnymi samochodami.

"Nadchodzi lato i zaczynasz się bać, bo wiesz, co się stanie"

"Nadchodzi lato i zaczynasz się bać, bo wiesz, co się stanie"

Źródło:
PAP, Reuters, EFE, Las Noticias de Malleco

Noc z poniedziałku na wtorek w całym kraju okazała się mroźna. Na Mazowszu termometry pokazały poniżej -10 stopni Celsjusza, a nawet w najcieplejszym miejscu temperatura spadła do -3,5 st. C. Jeszcze niższe wartości zanotowano przy gruncie.

Poniżej zera w całej Polsce, przy ziemi -15 stopni

Poniżej zera w całej Polsce, przy ziemi -15 stopni

Źródło:
IMGW CMM, tvnmeteo.pl

Pogoda dziś, czyli we wtorek 11.02, w wielu miejscach będzie słoneczna. Chmury wystąpią jedynie na północnym wschodzie. Termometry pokażą od -3 do 4 stopni Celsjusza.

Pogoda na dziś - wtorek, 11.02. Słonecznie i bardzo zimno w niemal całym kraju

Pogoda na dziś - wtorek, 11.02. Słonecznie i bardzo zimno w niemal całym kraju

Źródło:
tvnmeteo.pl

Nadchodzące dni przyniosą bardzo mroźne noce, miejscami temperatura może spaść do -16 stopni Celsjusza. W połowie tygodnia pojawią się słabe opady śniegu i deszczu ze śniegiem. W prognozie widać więc zimę.

Gdzie będzie najzimniej? U kogo spadnie śnieg? Pogoda na 5 dni

Gdzie będzie najzimniej? U kogo spadnie śnieg? Pogoda na 5 dni

Źródło:
tvnmeteo.pl

Międzynarodowy zespół naukowców przedstawił niepokojącą wizję Arktyki za blisko 80 lat. Jak stwierdzili badacze, jeśli zmiany klimatu nie zahamują, pod koniec tego stulecia najzimniejszy obszar na Ziemi będzie praktycznie nie do poznania. To, co może się stać, będzie miało bardzo poważne konsekwencje nie tylko dla planety, ale także i dla jej mieszkańców.

Arktyka ociepla się cztery razy szybciej niż reszta świata. Jak może wyglądać pod koniec stulecia?

Arktyka ociepla się cztery razy szybciej niż reszta świata. Jak może wyglądać pod koniec stulecia?

Źródło:
nsidc.org

Czarne wilki zostały zaobserwowane w polskim lesie. W Europie osobniki o takim umaszczeniu pojawiają się dość rzadko - jest ono charakterystyczne dla populacji zamieszkujących Amerykę Północną. Jak wyjaśnili przyrodnicy, gen kodujący czarne umaszczenie bywa dla drapieżników zarówno błogosławieństwem, jak i przekleństwem.

Czarne wilki pojawiły się w polskim lesie

Czarne wilki pojawiły się w polskim lesie

Źródło:
Fundacja SAVE, AP

760 gospodarstw domowych zostało w niedzielę pozbawionych dostępu do prądu w dolinie Montafon w Austrii. Na półtorej godziny ulice popularnego kurortu narciarskiego pogrążyły się w ciemnościach. Jak się okazało, za awarią sieci stały kuny, które przegryzły izolację kabla.

Alpejski kurort pogrążył się w ciemnościach, bo kuny przegryzły kabel

Alpejski kurort pogrążył się w ciemnościach, bo kuny przegryzły kabel

Źródło:
PAP, oe.24

Pożar w Parku Narodowym Grampians w Australii został opanowany, ale strażacy nie przerywają pracy - kolejne dni mają przynieść warunki sprzyjające rozprzestrzenianiu się ognia. Skalę zniszczeń, jakie spowodowały płomienie, doskonale widać na obrazach satelitarnych udostępnionych przez unijną agencję Copernicus.

W dwa miesiące spłonęła większość parku narodowego

W dwa miesiące spłonęła większość parku narodowego

Źródło:
ABC News, The Conversation, Copernicus

Na Maderze potwierdzono pojawienie się dengi. Jak dotąd nie odnotowano przypadków przeniesienia choroby na człowieka, a władze podkreślają, że "sytuacja jest pod kontrolą", jednak apelują o ostrożnść. Madera to popularny kierunek wyjazdów polskich turystów.

Przypadek dengi potwierdzony na Maderze. To popularny kierunek wśród polskich turystów

Przypadek dengi potwierdzony na Maderze. To popularny kierunek wśród polskich turystów

Źródło:
PAP, Times of Madeira, tvn24.pl

Mieszkańcy Iranu uciekają przed mrozem do gorących źródeł. Położona w zachodniej części kraju miejscowość Urmia, znana z wód termicznych, przyciągnęła w niedzielę wielu turystów. Goście przyjeżdżali nawet z oddalonej o ponad 600 kilometrów stolicy, Teheranu.

Przed mrozem chowają się w gorących źródłach

Przed mrozem chowają się w gorących źródłach

Źródło:
rudaw.net, wetteronline.de

Intensywne ulewy nawiedziły wschodnią Australię. Na przedmieściach Sydney ulice w poniedziałek wypełniły się wodą, a kierowcy nie mogli wydostać się z zalanych aut. Mocno padało także w innych miastach, a meteorolodzy ostrzegają, że to nie koniec niebezpieczeństw.

Lunęło i sypnęło gradem tak, że powybijało szyby w oknach

Lunęło i sypnęło gradem tak, że powybijało szyby w oknach

Źródło:
Reuters, ABC News

Przed nami coraz chłodniejsze dni i mroźniejsze noce. Sprawdź 16-dniową prognozę temperatury, przygotowaną przez prezentera i synoptyka tvnmeteo.pl Tomasza Wasilewskiego.

Pogoda na 16 dni: nadciąga mroźny podmuch ze wschodu

Pogoda na 16 dni: nadciąga mroźny podmuch ze wschodu

Źródło:
tvnmeteo.pl

W jej poszukiwania siedem lat temu zaangażował się osobiście Tom Hardy. Daisy, labradorka z Wielkiej Brytanii, wróciła w końcu do swoich właścicieli. - Trzymaliśmy jej zdjęcie na kominku i patrzyliśmy na nie każdego dnia, myśląc o niej i o tym, gdzie może być. To absolutne spełnienie marzeń - mówi o odnalezieniu psiaka "Guardianowi" Rita Potter, opiekunka Daisy.

Po ponad siedmiu latach od kradzieży Daisy wraca do swoich opiekunów. "To spełnienie marzeń"

Źródło:
The Guardian, tvn24.pl

Jedna osoba zginęła, a druga została ranna w wyniku zejścia lawiny w rejonie kanionu Big Cottonwood w amerykańskim stanie Utah. Jak poinformowało biuro szeryfa hrabstwa Salt Lake, na razie nie wiadomo, co ją wywołało.

Lawina porwała dwóch narciarzy, jeden zginął

Lawina porwała dwóch narciarzy, jeden zginął

Źródło:
CNN, foxweather.com

Fala mrozu nadciągnęła nad Iran. W niedzielę władze wydały nakaz zamknięcia szkół i urzędów publicznych w co najmniej dziesięciu stanach, aby zaoszczędzić energię elektryczną. Do części Irańczyków zaapelowano, by ograniczyli przemieszczanie się z powodu obfitych opadów śniegu.

Spadło pół metra śniegu, szkoły i urzędy zamknięte przez mróz

Spadło pół metra śniegu, szkoły i urzędy zamknięte przez mróz

Źródło:
PAP, Reuters

Po dokładniejszych obserwacjach wzrosło ryzyko kolizji asteroidy 2024 YR4 z Ziemią w 2032 roku. Eksperci zapewnili jednak, że nie ma powodów do niepokoju. Ustalenie, czy rzeczywiście znajdujemy się na kursie kolizyjnym, to bowiem złożony proces, a prawdopodobieństwo zderzenia jeszcze wielokrotnie się zmieni.

Ryzyko kolizji asteroidy 2024 YR4 z Ziemią wzrosło niemal dwukrotnie

Ryzyko kolizji asteroidy 2024 YR4 z Ziemią wzrosło niemal dwukrotnie

Źródło:
space.com, O kosmosie i astronautyce - Adam Hurcewicz, tvnmeteo.pl

40-letni turysta poślizgnął się i upadł na szlaku, w wyniku czego złamał nogę. Do wypadku doszło w niedzielę we włoskiej miejscowości Pintura di Bolognola.

Poślizgnął się na szlaku i złamał nogę. Akcja ratunkowa

Poślizgnął się na szlaku i złamał nogę. Akcja ratunkowa

Źródło:
ENEX, picchionews.it

Minionej nocy mogliśmy podziwiać na niebie fascynujące zjawisko - koniunkcję Księżyca i Marsa. Jak przekazał Karol Wójcicki, autor bloga "Z głową w gwiazdach", odległość między ciałami niebieskimi była naprawdę nieduża.

Koniunkcja Księżyca i Marsa na Waszych zdjęciach

Koniunkcja Księżyca i Marsa na Waszych zdjęciach

Aktualizacja:
Źródło:
"Z głową w gwiazdach", tvnmeteo.pl

Środkowoazjatyckie wydry rzeczne prawdopodobnie zniknęły z Kirgistanu. Badacze wyjaśnili, że w niegdysiejszym głównym siedlisku tego gatunku w Azji Środkowej od 2023 roku nie zaobserwowano ani jednego zwierzęcia. Jak podkreślili, ich zniknięcie może mieć poważne konsekwencje nie tylko dla kirgiskich ekosystemów.

Ten kraj był ważnym siedliskiem wydr. Teraz nie pozostała tam ani jedna

Ten kraj był ważnym siedliskiem wydr. Teraz nie pozostała tam ani jedna

Źródło:
24.kg, AFP

Na całym terytorium Kazachstanu wprowadzono jedną strefę czasową. Jak donoszą miejscowe media, od jedenastu miesięcy nie ustają spory i protesty przeciwko temu rozwiązaniu.

Jedna strefa czasowa zamiast dwóch. Protesty nie ustają od prawie roku

Jedna strefa czasowa zamiast dwóch. Protesty nie ustają od prawie roku

Źródło:
PAP

Włoscy badacze wykorzystali modele matematyczne, by stworzyć sposób na ugotowanie idealnego jajka. Metoda jest czasochłonna, ale pozwala uzyskać aksamitne żółto i miękkie, stałe białko. Na czym ona dokładnie polega?

Dzięki tej naukowej metodzie ugotujesz idealne jajko

Dzięki tej naukowej metodzie ugotujesz idealne jajko

Źródło:
PAP, BBC

Zespół biologów morskich z organizacji pozarządowej Condrik-Tenerife uchwycił na nagraniu bardzo rzadko spotykaną rybę głębinową Melanocetus johnsonii z rodziny Melanocetidae. Pojawiła się zaledwie dwa kilometry od wybrzeża Teneryfy.

"Wracaliśmy do portu, kiedy zobaczyłam w wodzie coś czarnego"

"Wracaliśmy do portu, kiedy zobaczyłam w wodzie coś czarnego"

Źródło:
surinenglish.com, canarianweekly.com

Pewna psotna małpa przyczyniła się do ogólnokrajowej awarii prądu na Sri Lance. Zwierzę dostało się stacji elektroenergetycznej w okolicach Kolombo. Usterki przez wiele godzin nie udało się naprawić.

Cała wyspa bez prądu. Awarię wywołała małpa

Cała wyspa bez prądu. Awarię wywołała małpa

Źródło:
PAP

Hektary gołej ziemi zamiast grubej warstwy śniegu - tak aktualnie prezentuje się Alaska, jeden z najzimniejszych regionów Stanów Zjednoczonych. Drastycznie szybkie topnienie pokrywy śnieżnej oraz brak nowych zimowych opadów mogą mieć szereg poważnych konsekwencji.

Niegdyś biała, teraz zielona. Alaska traci śnieg w zastraszającym tempie

Niegdyś biała, teraz zielona. Alaska traci śnieg w zastraszającym tempie

Źródło:
livescience.com

Ptasia grypa niepokoi władze Nowego Jorku. Po prewencyjnych kontrolach na targach żywego drobiu stwierdzono kilka przypadków zakażenia wirusem H5N1 u ptactwa. Zwierzęta wybito, by choroba nie rozprzestrzeniła się jeszcze bardziej.

Zamykają targi, wybijają zakażone zwierzęta. Ptasia grypa rozprzestrzenia się w Nowym Jorku

Zamykają targi, wybijają zakażone zwierzęta. Ptasia grypa rozprzestrzenia się w Nowym Jorku

Źródło:
PAP

W związku z odkształceniem wiru polarnego, w Polsce w najbliższym czasie może pojawić się prawdziwa zima - z mrozem oraz opadami śniegu, także na nizinach. Synoptyk tvnmeteo.pl Arleta Unton-Pyziołek sprawdza, co widać w modelach meteorologicznych na drugą połowę lutego oraz początek marca.

"Wir polarny zaburzy spokój w pogodzie". W prognozach widać konkretny mróz

"Wir polarny zaburzy spokój w pogodzie". W prognozach widać konkretny mróz

Źródło:
tvnmeteo.pl