تحصل الكواكب الأرضية الفائقة على 'درع' مغناطيسي من المعدن السائل

تجربة صدمة الليزر لمواد فائقة الحرارة تعيد تكوين الظروف في أعماق الأرض.

تشير دراسة جديدة إلى أن الضغوط الشديدة داخل ما يسمى بكواكب الأرض الفائقة قد تخلق أكسيد المغنيسيوم السائل ، وهو معدن سائل ، مما يشير إلى أن عمليات مماثلة قد تساعد في إنشاء مجالات مغناطيسية واقية حول العالم. تصور هذه الصورة تجربة صدمة الليزر على الأرض التي أعادت خلق الظروف في أعماق الكوكب كجزء من الدراسة. تم إصدار الصورة في 22 تشرين الثاني (نوفمبر) 2012. (رصيد الصورة: يوجين كوالوك ، مختبر علم الطاقة بالليزر ، جامعة روتشستر)



يقول الباحثون إن الخزف الشفاف الشائع في الإصدارات الغريبة الضخمة للأرض ، قد يصبح معدنًا سائلًا متدفقًا ، وربما يمنح تلك العوالم البعيدة المجالات المغناطيسية لحماية الحياة من الإشعاع الضار.



من بين مئات الكواكب خارج المجموعة الشمسية ، أو الكواكب الخارجية ، التي اكتشفها علماء الفلك في السنوات الأخيرة ، ما يسمى بـ 'الأرض الفائقة' ، وهي كواكب صخرية مثل الأرض ولكنها أكبر حجمًا تصل إلى 10 أضعاف كتلتها. اكتشف العلماء كواكب أرضية فائقة قد تدعم وجود محيطات مائية على أسطحها ، وأخرى قد تكون حتى كواكب مصنوعة من الماس.

ستؤدي الكتلة المتزايدة للأرض الفائقة إلى ضغوط داخلية أكبر بكثير من ضغوط الأرض. قد تؤدي مثل هذه الضغوط العالية إلى لزوجة كبيرة ودرجات حرارة انصهار عالية ، مما يعني أن الأجزاء الداخلية للأرض الفائقة قد لا تنفصل إلى عباءات صخرية ولباب معدنية مثل الأرض.



ينتج المجال المغناطيسي للأرض من تدفق قلبها المعدني السائل. إذا كانت الكواكب الأرضية الفائقة تفتقر إلى مثل هذه النوى الديناميكية ، فقد اقترح الباحثون أنها قد تفتقر إلى الحقول المغناطيسية أيضًا. [أغرب الكواكب الغريبة (صور)]

الآن ، وجد الباحثون أن أكسيد المغنيسيوم ، وهو معدن صخري شائع على الأرض ، يمكن أن يتحول إلى معدن سائل عند الضغوط الشديدة ودرجات الحرارة الموجودة في الأرض الفائقة. يمكن أن يساعد هذا المعدن السائل في توليد دينامو مغناطيسي في الأرض الفائقة ، كما يقولون.

فنان



قال كبير مؤلفي الدراسة آر ستيوارت ماكويليامز ، عالم الجيوفيزياء في معهد كارنيجي بواشنطن: 'كان الأمر الأكثر إثارة للدهشة هو مدى حسن تصرف أكسيد المغنيسيوم في المختبر'. تبدو الخصائص الفيزيائية لأكسيد المغنيسيوم مشابهة جدًا لما تنبأ به المنظرون لعقود. كعلماء ، لا يمكننا أن نطلب أفضل من ذلك بكثير.

قد تطمس هذه النتائج التمييز بين نوى الكواكب والعباءات.

لعقود عديدة ، كنا نتخيل عادة الكواكب الأرضية - الأرض ، وجيرانها مثل المريخ ، والأرض الفائقة البعيدة - حيث أن جميعها لها خصائص شبيهة بالأرض: أي أن لها غلاف خارجي أو عباءة مكونة من أكاسيد غير معدنية ، و قال مكويليامز لموقع ProfoundSpace.org إن نواة غنية بالحديد معدنية والتي تنشأ منها الحقول المغناطيسية الكوكبية.



هذه القاعدة مركزية في تفكيرنا حول الكواكب الفائقة ، ومع ذلك فمن الواضح أنها تتمحور حول الإنسان - أي أننا نطبق ما نعرفه من ملاحظاتنا الخاصة على الأرض على الكواكب البعيدة التي لا يمكننا أن نلاحظ فيها سوى القليل جدًا - وكما هو الحال بالنسبة للكثيرين الأفكار المتمركزة حول الإنسان ، نجد أن هناك حاجة إلى مزيد من الخيال لفهم مثل هذه العوالم الغريبة.

قال ماكويليامز: 'تُظهر نتائجنا أن الافتراض المعتاد بأن الحقول المغناطيسية الكوكبية تنشأ حصريًا في نوى حديدية محدودة للغاية'. قد تتشكل الحقول المغناطيسية أيضًا داخل عباءات الكواكب. في الواقع ، تم التكهن بهذه الفكرة لعقود من الزمن ، ولكن لدينا الآن بيانات صعبة لإظهار أنه ، في الواقع ، مثل هذا 'الدينامو الوشاح' أمر معقول. '

المجال المغناطيسي للأرض يساعد في حمايته من الجسيمات المشحونة كهربائيًا الخطرة من الفضاء.

غالبًا ما يُقال إن الحياة على الكواكب قد تتطلب وجود مجال مغناطيسي قوي لحماية الكائنات الحية من الإشعاع الخطير من الفضاء مثل الأشعة الكونية - على الأقل قد يكون هذا صحيحًا لأنواع معينة من الحياة ، مثل البشر ، التي تعيش على على سطح الكوكب. لقد وجدنا أن المجالات المغناطيسية قد تحدث على نطاق أوسع من الكواكب مما كان يعتقد سابقًا ، مما قد يخلق بيئات غير متوقعة للحياة في الكون.

لاحظ ماكويليامز أنه لا يزال هناك الكثير غير معروف عن فيزياء الأرض الفائقة ، وأن الباحثين بحاجة إلى إنشاء نماذج حاسوبية لمعرفة مكان وكيفية وجود هذا المعدن السائل في الطبيعة.

قال ماكويليامز: 'يجب على الجميع ، العلماء والعامة ، أن يضعوا في اعتبارهم أن الكواكب الأرضية الفائقة ، وربما ستبقى لبعض الوقت ، لغز كبير'. من السهل التكهن بخصائصها - رسم صورة لأحدها ، على سبيل المثال - ولكن من الصعب جدًا التوصل إلى استنتاجات معينة مثل تلك التي توصلنا إليها بشأن أرضنا. هذا مثير ومرهق في نفس الوقت - هناك العديد من الاحتمالات للاستكشاف ، لكن العلماء لديهم الكثير من العمل للقيام به. نأمل أن يتحلى الجمهور بالكثير من الصبر.

قام العلماء بتفصيل النتائج التي توصلوا إليها على الإنترنت اليوم (22 نوفمبر) في مجلة Science.

تابع موقع ProfoundSpace.org على Twitter تضمين التغريدة . نحن أيضا على موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك & + Google .