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摘要：一位艺术家描绘了一个遥远的恒星系统中的系外行星的图像。和这些化学性质可能会影响整个行星的行为。例如，科学家们知道超级地球会吸收大量的热量。为了克服钻石的局限性，物理学家们转向了动态压缩实验，这类实验是由普林斯顿大学的矿物物理学家汤姆·达菲和他的团队进行的。
在外星世界的心脏深处，晶体在比地球大气压力高出4000万倍的压力下形成，比我们星球核心的压力高出10倍。更好地理解它们可以帮助我们在银河系的其他地方寻找生命。
现在，科学家对这些神秘的晶体几乎一无所知。他们不知道他们是如何形成的，什么时候形成的，他们长什么样或者他们的行为。但这些问题的答案可能会对这些星球的表面产生巨大的影响——无论它们是被流动的岩浆或冰覆盖，还是被它们的宿主恒星的辐射轰击。反过来，答案可能会影响这些行星孕育生命的可能性。
这些系外行星的内部对我们来说是神秘的，因为在我们的太阳系中，行星要么像地球和火星一样小而多岩石，要么像土星和木星一样大而多气体。但是近年来，天文学家们发现所谓的“超级地球”——巨大的岩石行星和“迷你海王星”——比我们太阳系中存在的更小的气体行星——在我们银河系的其他地方更为常见。[9个最吸引人的类地行星]
，因为这些行星只能在它们的主星发出的光线中微弱闪烁时才能被看到，它们的很多地方仍然是神秘的。它们是超密的还是超宽的？它们的表面是由什么构成的？它们有磁场吗？结果发现，这些问题的答案在很大程度上取决于超压核心中的岩石和铁的行为。
当前科学的局限性现在，我们对系外行星的理解主要是基于我们对太阳系中行星的了解的放大或缩小，戴安娜·瓦伦西亚说加拿大多伦多大学在3月份召开的美国物理学会（APS）会议上呼吁矿物物理学家探索这些奇异的系外行星物质。
放大 ... 的问题是，你不能真正理解铁在10倍地核压力下的行为，仅仅是通过倍增，她说。在这些巨大的压力下，化学物质的性质从根本上改变。“KDSPE”“KDSPs”“我们期望在地球或自然界中的其他地方发现超地球晶体。”洛杉矶加利福尼亚大学的理论矿物物理学家Lars Stixrude说，他做了基本的理论。计算这些极端材料的特性。”他说：“KDSPE”“KDSPs”这些不同的排列发生了，因为巨大的压力从根本上改变了原子结合在一起的方式。在地球表面，甚至在我们星球的深处，原子之间的连接只使用它们外壳中的电子。但在超地球压力下，靠近原子核的电子参与并完全改变材料的形状和性质。
和这些化学性质可能会影响整个行星的行为。例如，科学家们知道超级地球会吸收大量的热量。但他们不知道有多少——这个问题的答案对这些行星的火山和板块构造有重大影响。在地球内部的压力下，较轻的元素会与铁心混合，影响地球的磁场——但在较高的压力下，这种情况可能不会发生。即使是超级地球的物理尺寸也取决于其核心化合物的晶体结构。
，但如果没有这类行星在我们自己的太阳系中进行近距离研究，瓦伦西亚说，科学家们必须求助于基本的物理计算和实验来回答这类问题。但这些计算结果往往会得出开放式的答案，斯蒂克斯鲁德说。至于实验呢？”
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“”“”这些压力和温度超出了他说：“对于我们今天所掌握的大多数技术和实验，在地球上的常规地球上建造一个超级地球，最极端的压力实验包括在两颗工业钻石的锐化点之间破碎微小的样品。”
，但这些钻石往往在达到超级地球压力之前就破碎了，斯蒂克斯鲁德说。为了克服钻石的局限性，物理学家们转向了动态压缩实验，这类实验是由普林斯顿大学的矿物物理学家汤姆·达菲和他的团队进行的。
这些实验产生了更多类似于超级地球的压力，但只在几秒钟内。
的想法是，你照射到达菲主持了瓦伦西亚所说的APS会议，他对《现场科学》说：“用高功率激光对样品进行取样，你迅速加热样品表面，然后吹掉一个等离子体。样品的
”部分突然加热，从表面爆炸，产生一个压力波，通过样品移动。[世界上最极端的实验室]
“这真的像火箭飞船效应，”达菲说，
所涉及的样本很小，几乎是平的，表面积只有一毫米见方，他说。整个过程持续了几纳秒。当压力波到达样品的背面时，整个物体就会破碎。但是，通过在这些短暂脉冲中的仔细观察，达菲和他的同事们已经计算出了铁和其他分子在以前闻所未闻的压力下的密度甚至化学结构。
仍然有许多未回答的问题，但是这一领域的知识状况正在迅速变化，瓦伦西亚说。例如，关于超级地球结构的第一篇论文（瓦伦西亚作为哈佛大学的研究生于2007年2月在《天体物理学杂志》上发表）已经过时，因为物理学家已经获得了关于我们星球内部化学物质的新信息。
回答这些问题很重要，达菲说，因为它们能告诉我们遥远的外星世界是否具有板块构造、流动岩浆和磁场等特征，因此，是否能维持生命。
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