Opis projektu
Badanie składu egzoplanet podobnych do Ziemi
Niedawne odkrycie egzoplanet, czyli planet znajdujących się poza Układem Słonecznym, stanowi znaczący przełom w astronomii. Aby poznać skład egzoplanet, naukowcy wykorzystują zależności promień-masa oraz równania stanu ekstrapolowane do ciśnień terapaskalowych (TPa). Obecne modele sugerują, że planety podobne do Ziemi mają metaliczne jądro otoczone krzemianowym płaszczem, prawdopodobnie z pierwiastkami lotnymi na powierzchni. Modele te opierają się jednak na niepewnych danych dotyczących stopów żelaza i krzemianów oraz ich właściwości topnienia pod ciśnieniem w skali terapaskali. Finansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych projekt PLANETDIVE zapewni dokładniejsze wartości odniesienia dla tych równań i poznanie właściwości dzięki zaawansowanym eksperymentom. Projekt PLANETDIVE skupi się na różnych materiałach, odpowiadając na pytania dotyczące mniejszych planet podobnych do Ziemi i istnienia ciężkich skalistych rdzeni w planetach olbrzymach.
Cel
The discovery of extra-solar planets orbiting other stars has been one of the major breakthroughs in astronomy of the past decades. Exoplanets are common objects in the universe and planetary systems seem to be more diverse than originally predicted. The use of radius-mass relationships has been generalized as a means for understanding exoplanets compositions, in combination with equations of state of main planetary components extrapolated to TeraPascal (TPa) pressures.
In the most current description, Earth-like planets are assumed to be fully differentiated and made of a metallic core surrounded by a silicate mantle, and possibly volatile elements at their surfaces in supercritical, liquid or gaseous states. This model is currently used to infer mass-radius relationship for planets up to 100 Earth masses but rests on poorly known equations of states for iron alloys and silicates, as well as even less known melting properties at TPa pressures.
This proposal thus aims at providing experimental references for equations of state and melting properties up to TPa pressure range, with the combined use of well-calibrated static experiments (laser-heated diamond-anvil cells) and laser-compression experiments capable of developing several Mbar pressures at high temperature, coupled with synchrotron or XFEL X-ray sources. I propose to establish benchmarking values for the equations of states, phase diagrams and melting curves relations at unprecedented P-T conditions. The proposed experiments will be focused on simple silicates, oxides and carbides (SiO2, MgSiO3, MgO, SiC), iron alloys (Fe-S, Fe-Si, Fe-O, Fe-C) and more complex metals (Fe,Si,O,S) and silicates (Mg,Fe)SiO3. In this proposal, I will address key questions concerning planets with 1-5 Earth masses as well as fundamental questions about the existence of heavy rocky cores in giant planets.
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-ADG - Advanced GrantInstytucja przyjmująca
75794 Paris
Francja