Planetas podem ser feitos de materiais totalmente inesperado

A previsão surpreendente foi feita por pesquisadores que desafiam modelos químicos existentes e atual entendimento de interiores planetários.

Óxido de magnésio - um material importante na formação de planetas - podem existir em diversas composições diferentes.

A existência destes compostos - que são radicalmente diferentes dos materiais tradicionalmente conhecidos ou esperados - poderia ter implicações importantes, de acordo com uma equipe de pesquisadores liderada por Artem R. Oganov, professor de cristalografia teórica no Departamento de Geociências, Universidade de Stony Brook .

"Durante décadas, acreditou-se que MgO é o único óxido de magnésio termodinamicamente estáveis, e foi amplamente considerado como sendo um dos principais materiais dos interiores da Terra e de outros planetas", disse Zhu Qiang, o principal autor deste trabalho e um estudante de pós-doutorado no laboratório Oganov.

"Nós previu que dois novos compostos, mgO2 e Mg3O2, tornam-se estável em pressões acima de 1 e 5 milhões de atmosferas, respectivamente. Isto não só capotagem intuição química padrão, mas implica também que planetas podem ser feitos de materiais totalmente inesperados. Nós previram condições (pressão, temperatura, fugacidade de oxigênio) necessários para a estabilidade destes novos materiais, e alguns planetas, embora provavelmente não a Terra, podem oferecer tais condições ", acrescentou Oganov.Além de seu interesse química geral, mgO2 e Mg3O2 poderia ser importantes minerais de formação planetária em interiores profundas de alguns planetas. Planetas com estes compostos provavelmente seria do tamanho da Terra ou maior.

A equipe explicou como o seu papel previsto as estruturas em detalhes, analisando a estrutura eletrônica e ligação química para estes compostos. Por exemplo, Mg3O2 é proibido dentro de "química livro", onde os íons Mg pode ter apenas duas taxas "," Ó íons são "-2, eo composto só é permitido MgO.

No "deficiente em oxigénio" semicondutor Mg3O2, existem fortes concentrações electrónicas no "espaço vazio" da estrutura, que desempenham o papel de iões carregados negativamente e estabilizar o material.

Curiosamente, o magnésio se torna um elemento de d (isto é, um metal de transição), sob pressão, e esta transformação quase alquímico é responsável pela existência do "proibido" composto Mg3O2.

As descobertas foram feitas usando métodos únicos de predição de estrutura, desenvolvida no laboratório Oganov. "Estes métodos têm conduzido à descoberta de diversos fenómenos novos e são usadas por um número de empresas de forma sistemática para descobrir novos materiais no computador - um percurso muito mais barata, em comparação com os métodos experimentais tradicionais", disse Zhu.

"Sabe-se que MgO constitui cerca de 10 por cento do volume do nosso planeta, e em outros planetas esta fracção pode ser maior. A estrada é agora aberto para uma descoberta sistemática de novos materiais de formação planetária inesperadas", concluiu Oganov.

Este trabalho é financiado pela National Science Foundation e DARPA .

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