Super-Pământurile ar putea genera scuturi magnetice din oceane de magmă, crescând șansele de a găsi viață extraterestră

Cercetătorii au descoperit că straturile adânci de rocă topită din interiorul planetelor stâncoase masive pot genera câmpuri magnetice suficient de puternice pentru a persista miliarde de ani. Aceste „scuturi” de lungă durată ar putea fi factorul decisiv care determină dacă o planetă își păstrează atmosfera sau dacă este transformată într-o lume pustie și dezgolită de radiațiile stelare.

Magnetismul ascuns în adâncurile topite

În condițiile de presiune extremă din interiorul așa-numitelor „super-Pământuri”, materialul topit din manta devine conductiv din punct de vedere electric, alimentând astfel magnetismul planetar. Miki Nakajima și echipa sa de la Universitatea din Rochester au documentat acest comportament, demonstrând că magma comprimată din manta poate susține curenți electrici în condițiile specifice interiorului acestor planete gigantice.

Studiul, publicat în revista Nature Astronomy, se concentrează pe procesele violente de formare a planetelor și pe straturile ascunse care decid dacă o atmosferă poate supraviețui suficient de mult pentru a permite apariția chimiei complexe necesare vieții. Noile date leagă supraviețuirea acestor atmosfere direct de câmpurile magnetice generate în oceanele de rocă topită din adâncuri.

De ce este vital un scut magnetic și șansele de a găsi viață extraterestră

Viața, așa cum o cunoaștem pe Pământ, depinde de magnetosferă – o „bulă” magnetică protectoare care deviază particulele încărcate energetic provenite de la Soare. Pe planeta noastră, acest scut este generat de fierul lichid care se rotește în nucleul exterior. Atunci când stelele emit gaze ionizate și particule de înaltă energie, câmpul magnetic acționează ca o barieră, împiedicând erodarea atmosferei.

Deoarece multe planete stâncoase par să își piardă această protecție, magnetismul a devenit un indicator esențial pentru astronomii care caută lumi locuibile.

Pe măsură ce astronomii descoperă tot mai multe super-Pământuri (planete mai masive decât Pământul, dar mai ușoare decât Neptun), devine clar că masa lor suplimentară schimbă regulile jocului. Presiunea colosală comprimă interiorul acestor lumi, modificând comportamentul fierului și al rocilor.

În unele cazuri, nucleul poate deveni prea rigid pentru a curge sau poate fi complet lichid, dar fără stratificarea necesară pentru a produce magnetism. Astfel, „motorul” clasic al magnetismului – nucleul de fier – ar putea dispărea, chiar dacă planeta pare la suprafață a fi una stâncoasă și primitoare.

Un al doilea motor magnetic: oceanul de magmă bazală

Aici intervine noua descoperire. Planetele stâncoase mari pot păstra un strat topit adânc, numit „ocean de magmă bazală”, situat la baza mantalei, mult timp după ce suprafața lor s-a întărit. Dacă acest strat conduce electricitatea, circulația sa lentă poate acționa ca un dinam, transformând mișcarea fluidului într-un câmp magnetic global.

Această ipoteză schimbă radical calculele privind habitabilitatea: un câmp magnetic ar putea supraviețui chiar și acolo unde un nucleu de fier nu mai este activ.

Când roca se comportă ca un metal

Pentru a simula aceste condiții extraterestre, cercetătorii de la Laboratorul de Energetică Laser al URochester au folosit unde de șoc pentru a comprima rapid materialele.

„Această activitate a fost interesantă și provocatoare, având în vedere că experiența mea este în principal în domeniul calculului, iar aceasta a fost prima mea lucrare experimentală”, a declarat Nakajima.

Experimentele au arătat că, sub o presiune zdrobitoare, roca topită (care în mod normal este un izolator) începe să transporte curent electric, comportându-se ca un metal. Apropierea forțată a atomilor permite electronilor să se miște liber. Surprinzător, oxidul de magneziu și variantele sale amestecate cu fier au prezentat o conductivitate similară, subminând ideea anterioară că prezența fierului ar fi singurul factor determinant pentru fluxul de curent în adâncuri.

Puterea dimensiunii

Dimensiunea planetei joacă un rol crucial. Mantalele groase ale super-Pământurilor rețin căldura mai eficient, menținând magma adâncă în mișcare pentru perioade mult mai lungi. Modelele sugerează că planetele cu o masă de 3 până la 6 ori mai mare decât cea a Pământului ar putea susține câmpuri magnetice generate de magmă de aproape zece ori mai puternice decât cel terestru, timp de câteva miliarde de ani.

Totuși, un scut magnetic nu este o garanție absolută a vieții. Habitabilitatea rămâne dependentă de o multitudine de factori: intensitatea erupțiilor stelare, prezența apei și a aerului, temperatura și compoziția chimică.

„Un câmp magnetic puternic este extrem de important pentru viața pe o planetă”, subliniază Nakajima. Prin identificarea acestui „dinam de magmă”, cercetarea extinde lista planetelor candidate pentru studii de habitabilitate, oferind astronomilor noi indicii despre modul în care aceste lumi își păstrează atmosferele stabile de-a lungul eonilor.