Structure and density of silicon carbide to 1.5 TPa and implications for extrasolar planets.
Structure and density of silicon carbide to 1.5 TPa and implications for extrasolar planets.
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DOI：
10.1038/s41467-022-29762-y
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发表时间：
2022-04-27
影响因子：
16.6
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中科院分区：
文献类型：
--
作者：
最近，人们对碳化硅的高压行为产生了相当大的兴趣，碳化硅是富碳系外行星的潜在主要成分。在这项工作中，通过原位X射线衍射法确定了在激光驱动的斜坡压缩高达1.5TPA，应力比先前的静态和冲击数据大7倍的情况下，碳化硅的原子级结构。这里我们证明了B1型结构在这个应力范围内持续存在，并且我们约束了它的状态方程(EOS)。利用这个数据，我们已经确定了第一个基于实验的纯碳化硅行星的质量-半径曲线。建立了由富碳化硅地幔和富铁核心组成的行星的内部结构模型。碳化物行星的密度比相应的类地行星低约10%。利用斜坡压缩，碳化硅被压缩到1.5太帕斯卡的压力，比以前的工作高出7倍多。结果表明，大型富碳系外行星的密度将比相应的岩石行星低约10%。
There has been considerable recent interest in the high-pressure behavior of silicon carbide, a potential major constituent of carbon-rich exoplanets. In this work, the atomic-level structure of SiC was determined through in situ X-ray diffraction under laser-driven ramp compression up to 1.5 TPa; stresses more than seven times greater than previous static and shock data. Here we show that the B1-type structure persists over this stress range and we have constrained its equation of state (EOS). Using this data we have determined the first experimentally based mass-radius curves for a hypothetical pure SiC planet. Interior structure models are constructed for planets consisting of a SiC-rich mantle and iron-rich core. Carbide planets are found to be ~10% less dense than corresponding terrestrial planets. Using ramp compression, silicon carbide was compressed to pressures of 1.5 terapascals, more than seven times higher than previous work. The results show that large carbon-rich exoplanets would be ~10% less dense than corresponding rocky planets.
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影响因子：
3.2
作者：
Fratanduono, D. E.;Boehly, T. R.;Meyerhofer, D. D.
通讯作者：
Meyerhofer, D. D.
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作者：
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作者：
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Fratanduono, D. E.;Boehly, T. R.;Collins, G. W.
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Collins, G. W.