การทดลองในห้องปฏิบัติการชี้ให้เห็นว่าโลกเหล่า สล็อตแตกง่าย นี้มีการตกแต่งภายในที่เหนอะหนะเป็นพิเศษออกซิเจนที่ต่ำต้อยเป็นมากกว่าแค่การสร้างชีวิต องค์ประกอบนี้ยังสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์แอบมองเข้าไปในอวัยวะภายในของดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลออกไปได้อีกด้วย
การทดลองในห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่าหินที่สัมผัสกับออกซิเจนที่มีความเข้มข้นสูงกว่าจะละลายที่อุณหภูมิต่ำกว่าหินที่สัมผัสกับปริมาณที่ต่ำกว่า การค้นพบนี้ชี้ว่าดาวเคราะห์นอกระบบที่เป็นหินที่อุดมด้วยออกซิเจนอาจมีชั้นปกคลุมที่มีลักษณะเป็นซุปข้น ซึ่งอาจก่อให้เกิดโลกที่มีการเคลื่อนไหวทางธรณีวิทยา นักวิจัยรายงานในการดำเนินการของ National Academy of Sciences เมื่อวัน ที่ 9 พ.ย.
คิดว่าการตกแต่งภายในที่เหนอะหนะมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อดาวเคราะห์หิน
หินหลอมเหลวที่อยู่ลึกเข้าไปในดาวเคราะห์คือแมกมาที่กระตุ้นกิจกรรมทางธรณีวิทยาบนพื้นผิว เช่นเดียวกับสิ่งที่เกิดขึ้นบนโลก ( SN: 7/31/13 ) ในระหว่างการปะทุของภูเขาไฟ สารระเหย เช่น ไอน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์สามารถหลุดออกจากตะกอนแมกมาติก ทำให้เกิดบรรยากาศที่อาจเป็นมิตรกับชีวิต ( SN: 9/3/19 ) แต่ปัจจัยที่ขับเคลื่อนการละลายของเสื้อคลุมบนโลกนั้นยังไม่เป็นที่เข้าใจกันดี และนักวิทยาศาสตร์ก็มักจะให้ความสำคัญกับบทบาทของโลหะ เช่น เหล็ก
หยานห่าว หลิน นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์ที่ศูนย์วิจัยขั้นสูงด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีความดันสูงในกรุงปักกิ่ง กล่าวว่า ผลกระทบของออกซิเจนต่อการละลายของหินนั้นมองข้ามไป ออกซิเจนเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่มีมากที่สุดในโลกและอาจอยู่บนดาวเคราะห์นอกระบบที่เป็นหินด้วย เขากล่าว ด้วยเหตุนี้ นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ อาจเคยคิดว่าองค์ประกอบดังกล่าวเป็นเรื่องธรรมดาเกินไปที่จะมีบทบาทที่ทำให้เกิดแผ่นดินไหวอย่างแท้จริง Lin กล่าวเสริม
ในการศึกษาครั้งใหม่ Lin และเพื่อนร่วมงานได้วัดอุณหภูมิการหลอมเหลวของหินบะซอลต์สังเคราะห์ที่ปราศจากธาตุเหล็กภายใต้หินในสองสภาพแวดล้อม: ภายใต้สภาวะที่ขาดออกซิเจนและสัมผัสกับอากาศที่อุดมด้วยออกซิเจน ทีมงานใช้หินเทียมเพื่อแยกผลกระทบของออกซิเจนต่อการหลอมเหลว และแยกแยะผลกระทบของเหล็ก ซึ่งอาจส่งผลต่อการหลอมของหินได้เช่นกัน
ในขณะที่หินหลอมเหลวเย็นตัวลงเหลือน้อยกว่า 1,000 องศาเซลเซียส
แร่ธาตุในหินบะซอลต์ที่เติมออกซิเจนจะละลายได้นานกว่าตัวอย่างที่ขาดออกซิเจน ทีมงานตั้งข้อสังเกต หินที่ถูกเติมออกซิเจนจะแข็งตัวอย่างต่อเนื่องที่อุณหภูมิ 100 องศาเซลเซียสต่ำกว่าหินก้อนเดียวกัน
นักวิจัยสรุปว่าเช่นเดียวกับเกลือที่ลดอุณหภูมิการหลอมละลายของน้ำแข็ง ออกซิเจนก็ทำให้หินละลายได้ง่ายขึ้นเช่นเดียวกัน Lin ตั้งสมมติฐานว่าออกซิเจนสามารถสลายสายโซ่ยาวของอะตอมซิลิกอนและออกซิเจนในหินแข็ง เกลี้ยกล่อมให้ก่อตัวเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย ชิ้นส่วนเหล่านี้เคลื่อนที่ได้ง่ายกว่าและสามารถไหลได้ง่ายกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มที่ยาวและยุ่งเหยิง
ระดับของการเกิดออกซิเดชันสามารถกำหนดได้ว่าส่วนในที่เป็นน้ำเชื่อมของดาวเคราะห์นอกระบบรุ่นเยาว์จะตกลงสู่ชั้นใต้ดินได้อย่างไร นักวิจัยกล่าวว่าลำไส้ที่ถูกออกซิไดซ์และมีแนวโน้มที่จะละลายมากขึ้นที่อุณหภูมิต่ำกว่าอาจนำไปสู่แกนแข็งที่มีขนาดเล็กลง เสื้อคลุมที่มีตะกอนหนาขึ้น และเปลือกแข็งที่ปราศจากโลหะมากขึ้น
ข้อแม้ในการทำงานคือนักวิจัยได้ทดสอบผลกระทบของออกซิเจนเพียงอย่างเดียวต่ออุณหภูมิหลอมเหลวของหิน ทีมงานยังไม่ได้พิจารณาปัจจัยอื่นๆ เช่น ความเข้มข้นของธาตุเหล็กและความดันสูง ซึ่งอาจเป็นส่วนหนึ่งของการตกแต่งภายในของดาวเคราะห์นอกระบบในโลกแห่งความเป็นจริง Lin คาดการณ์ว่าปัจจัยเพิ่มเติมเหล่านี้จะกระตุ้นให้เกิดการหลอมเหลว
การค้นพบนี้เป็น “ความพยายามที่ดีมาก” ทิม ลิชเทนเบิร์ก นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด ผู้ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษากล่าว คำเตือนอื่น ๆ ในการละลายของเสื้อคลุมอาจเกินการมีส่วนร่วมของออกซิเจน แต่ผลลัพธ์ใหม่ยังคงมีประโยชน์อยู่ เขากล่าว ตัวอย่างเช่น การทำความเข้าใจผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นของออกซิเจน อาจมีประโยชน์ในการอธิบายการทำงานภายในและประวัติของดาวเคราะห์นอกระบบใดๆ ที่นักวิทยาศาสตร์พบในการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ของพวกมัน ความเข้าใจดังกล่าวอาจมีค่าและมีโอกาสมากขึ้นอีก เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์เตรียมที่จะใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ที่เพิ่งเปิดตัวใหม่ เพื่อสำรวจชั้นบรรยากาศของโลกอื่น ( SN: 10/6/21 )
แน่นอนว่าการทดลองในห้องปฏิบัติการไม่สามารถจับภาพการตกแต่งภายในของดาวเคราะห์ในชีวิตจริงได้ แต่งานนี้จำเป็นต้องชี้นำและยืนยันถึงการกำหนดทฤษฎีเกี่ยวกับการเกิดดาวเคราะห์นอกระบบบางประเภท Lichtenberg กล่าว การจำลองสามารถขยายขอบเขตของผลการทดลองเมื่อรวมกับเทคนิคอื่นๆ เช่น การสร้างแบบจำลอง
“การสังเกต การสร้างแบบจำลอง และการทดลอง” Lichtenberg กล่าว “มีไตรเฟคตาอยู่” ง่ามทั้งสามนี้กินกันเองเพื่อพัฒนาวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์นอกระบบโดยรวม นานก่อนที่มนุษยชาติจะเหยียบย่ำโลกที่ห่างไกลเช่นนี้ สล็อตแตกง่าย
