Laserexperimenten geven inzicht in het inwendige van superaardes (Astronieuws)

Met behulp van zeer krachtige laserbundels hebben wetenschappers de omstandigheden nagebootst in een planeet drie keer zo groot is als de aarde – een ‘superaarde’ dus. Door te onderzoeken hoe legeringen van ijzer en silicium zich onder grote druk gedragen, hopen zij meer inzicht te krijgen in de aard van superaardes (Science Advances, 25 april). Tot nu toe was alle kennis over het inwendige van superaardes volledig gebaseerd op theoretische berekeningen of extrapolaties van gegevens die bij veel lagere druk zijn verkregen. Daarbij moet worden opgemerkt dat zelfs de druk in de kern van onze planeet niet rechtstreeks kan worden gemeten. Maar geschat wordt dat deze maximaal 360 gigapascal bedraagt. Theoretisch zou de druk in een superaarde nog eens tien keer zo hoog kunnen zijn. Dat is bij de nieuwe experimenten niet gehaald, maar de bereikte druk (1314 gigapascal) is altijd nog drie keer zo groot als bij eerdere experimenten. En dat is hoog genoeg om de modellen van superaardes te verbeteren. Met hun laseropstelling is het de wetenschappers gelukt om twee monsters van een ijzer-siliciumlegering gedurende een paar miljardste van een seconde onder extreem hoge druk te zetten. Daarbij is vastgesteld dat de kristalstructuur van deze legeringen daarbij zodanig verandert dat het siliciumgehalte toeneemt. De structuur en samenstelling van de kern van een superaarde zijn bepalend voor de fysische en chemische eigenschappen van de planeet, zoals de grootte van diens kern. Berekeningen laten zien dat de kern van zo’n planeet groter is naarmate deze meer silicium bevat. Tegelijkertijd neemt wel de druk in het centrum af. Met toekomstige experimenten hopen de wetenschapper te kunnen vaststellen welke invloed andere lichte elementen, zoals koolstof en zwavel, op de structuur en dichtheid van de kern van een superaarde heeft. (EE)