Una nueva investigación dirigida por Yingwei Fei de Carnegie proporciona un marco para comprender el interior de las súper-Tierras, exoplanetas rocosos entre 1,5 y 2 veces el tamaño de nuestro planeta de origen, que es un requisito previo para evaluar su potencial de habitabilidad.este tamaño se encuentran entre los más abundantes en los sistemas exoplanetarios. El artículo se publica en Comunicaciones de la naturaleza .
"Aunque las observaciones de la composición atmosférica de un exoplaneta serán la primera forma de buscar firmas de vida más allá de la Tierra, muchos aspectos de la habitabilidad de la superficie de un planeta están influenciados por lo que está sucediendo debajo de la superficie del planeta, y ahí es donde la larga experiencia del investigador de Carnegie en elentra en juego las propiedades de los materiales rocosos bajo temperaturas y presiones extremas ", explicó el director del Laboratorio Tierra y Planetas, Richard Carlson.
En la Tierra, la dinámica interior y la estructura del manto de silicato y el núcleo metálico impulsan la tectónica de placas, y generan la geodinamo que alimenta nuestro campo magnético y nos protege de peligrosas partículas ionizantes y rayos cósmicos. La vida tal como la conocemos sería imposible sinesta protección. De manera similar, la dinámica interior y la estructura de las súper Tierras darán forma a las condiciones de la superficie del planeta.
Con los emocionantes descubrimientos de una diversidad de exoplanetas rocosos en las últimas décadas, ¿son las super-Tierras mucho más masivas capaces de crear condiciones que sean propicias para que la vida surja y prospere?
El conocimiento de lo que ocurre debajo de la superficie de una súper Tierra es crucial para determinar si un mundo distante es capaz o no de albergar vida. Pero las condiciones extremas de los interiores planetarios de la masa de la súper Tierra desafían la capacidad de los investigadores para sondear las propiedades materiales delos minerales que probablemente existan allí.
Ahí es donde entra en juego la mímica basada en laboratorio.
Durante décadas, los investigadores de Carnegie han sido líderes en recrear las condiciones de los interiores planetarios al someter pequeñas muestras de material a inmensas presiones y altas temperaturas. Pero a veces incluso estas técnicas alcanzan sus limitaciones.
"Para construir modelos que nos permitan comprender la dinámica interior y la estructura de las súper-Tierras, necesitamos poder tomar datos de muestras que se aproximen a las condiciones que se encontrarían allí, que podrían exceder 14 millones de veces las atmosféricaspresión ", explicó Fei." Sin embargo, seguimos encontrándonos con limitaciones cuando se trataba de crear estas condiciones en el laboratorio ".
Se produjo un gran avance cuando el equipo, incluidos Asmaa Boujibar y Peter Driscoll de Carnegie, junto con Christopher Seagle, Joshua Townsend, Chad McCoy, Luke Shulenburger y Michael Furnish de Sandia National Laboratories, obtuvieron acceso a los laboratorios más poderosos del mundo,Máquina de energía pulsada impulsada magnéticamente Planta de energía pulsada Z de Sandia para impactar directamente una muestra de alta densidad de bridgmanita, un silicato de magnesio de alta presión que se cree que predomina en los mantos de los planetas rocosos, con el fin de exponerlo.a las condiciones extremas relevantes para el interior de las super-Tierras.
Una serie de experimentos de ondas de choque a hipervelocidad en material representativo del manto de la súper Tierra proporcionó mediciones de densidad y temperatura de fusión que serán fundamentales para interpretar las masas y radios observados de las súper Tierras.
Los investigadores encontraron que bajo presiones representativas de los interiores de la súper Tierra, la bridgmanita tiene un punto de fusión muy alto, lo que tendría importantes implicaciones para la dinámica interior. En ciertos escenarios de evolución térmica, dicen, los planetas rocosos masivos podrían tener un geodinamo impulsado térmicamentetemprano en su evolución, luego perderlo durante miles de millones de años cuando el enfriamiento se ralentiza. Una geodinamo sostenida podría eventualmente reiniciarse por el movimiento de elementos más ligeros a través de la cristalización del núcleo interno.
"La capacidad de realizar estas mediciones es crucial para desarrollar modelos confiables de la estructura interna de las súper-Tierras hasta ocho veces la masa de nuestro planeta", agregó Fei. "Estos resultados tendrán un impacto profundo en nuestra capacidad para interpretar datos de observación. "
El proyecto cuenta con el apoyo parcial de una beca Carnegie Venture y la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU.
El proyecto es posible gracias al Programa de Ciencias Fundamentales Z.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Carnegie Institution for Science . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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