Pianeti oltre il sistema solare, che sono più grandi della Terra ma più piccoli di giganti gassosi come Nettuno potrebbero avere oceani di metallo liquido e di schermi magnetici a protezione della vita.
Sotto il calore e la pressione che esistono all’interno di super-Terre, l’ossido di magnesio e altri minerali che si trovano comunemente nei mantelli rocciosi dei pianeti terrestri, vengono trasformati in metalli liquidi è stato evidenziato in test di laboratorio.
La ricerca ha implicazioni per la comprensione delle condizioni delle super-Terre, tra cui se possano essere favorevoli per sostenere la vita.
Il calore e la pressione all’interno delle cosiddette “super-Terre” può facilmente trasformare alcuni metalli in liquidi, generando potenzialmente campi magnetici planetari. ESO / L. Calçada
Gli scienziati su un pezzo di ossido di magnesio hanno diretto il raggio laser ad alta potenza per simulare il calore e la pressione che esiste su pianeti con massa da tre a 10 volte quella della Terra. Hanno scoperto che il minerale prima si è trasformato in un solido con una struttura di cristallo nuova, poi completamente trasformato in un metallo liquido.
In questo stato, il minerale liquido può essere in grado di sostenere un fenomeno fisico denominato azione “dinamo”, che è responsabile per la generazione di campi magnetici.
“Si è spesso pensato che un campo magnetico planetario protegge la vita sulla superficie di un pianeta dalle radiazioni dello spazio nocive, come i raggi cosmici. Quello che abbiamo trovato è che i campi magnetici possono esistere su più pianeti super-Terra del previsto, risultante dalla trasformazione delle rocce ai metalli al suo interno profondo. Ciò potrebbe creare nuovi ambienti per la vita nell’universo “, il geofisico Stewart McWilliams, con la Carnegie Institution e Howard University di Washington DC, ha scritto in una e-mail a Discovery News.
“Il campo magnetico influisce certamente sul modo in cui la vita si evolve. Penso che sia una questione aperta, come se la sua assenza inibisce lo sviluppo della vita”, ha aggiunto lo scienziato planetario David Stevenson del California Institute of Technology di Pasadena.
“Non è facile per un pianeta terrestre generare il campo magnetico perché l’elevata conducibilità termica del materiale del nucleo permette anche al calore di fuoriuscire per conduzione, riducendo così la probabilità di convezione. In realtà è meglio avere un cattivo conduttore elettrico,” ha continuato.
La scoperta non solo complica i modelli per la comprensione di come i pianeti si formano e si evolvono, ma offusca anche la distinzione tra nucleo di un pianeta e il suo mantello.
“Il nucleo nei pianeti è molto importante come in pianeti come la Terra, la fusione porta a molte caratteristiche del mondo che ci circonda -.. i Vulcani, il campo magnetico della Terra, ad esempio Nella storia antica di pianeti come la Terra, è possibile che l’intero pianeta è stato liquefatto, formando un profondo oceano di magma in superficie. Ancora oggi, alcune super-Terra possono avere questi oceani di magma “, ha detto McWilliams.
L’esperimento, tuttavia, mostra che su una super-Terra l’oceano di magma può essere fatto di metallo liquido.
L’ossido di magnesio non è l’unico minerale importante per pianeti simili alla Terra, ma altri materiali rocciosi tra cui perovskite (silicato di magnesio) e quarzo mostrano trasformazioni simili ad alta pressione e temperatura.
L’ossido di magnesio è stato studiato per decenni in simulazioni al computer e modelli teorici, ma mai prima d’ora in un esperimento in cui si replicano le condizioni trovate all’interno di super-Terre.
“Per capire veramente un pianeta abbiamo bisogno di modellare il tutto”, ha detto McWilliams. ”Questo può essere fatto con codici di calcolo avanzati, per esempio, che descrivono la formazione del campo magnetico di un pianeta. Penso che il prossimo passo è quello di vedere se i modelli sono in grado di confermare i nostri risultati.”
La ricerca è pubblicata su Science di questa settimana.
Di Irene Klonz
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