عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.
خلقت تجربة جديدة الضغط الموجود في قلب عالم فضائي أكبر بثلاث مرات من الأرض -الأرض الفائقة- للتحقيق في ما يحدث للمواد الموجودة في أعماقه. | الائتمان: M. Kornmesser/ESO
قد يكون لدى الكواكب الخارجية “الأرض الفائقة” طريقة مدمجة لحماية نفسها من الإشعاع الضار، مما يمنح أي حياة محتملة على مثل هذه العوالم فرصة أفضل للبقاء على قيد الحياة، وفقًا لأبحاث حديثة.
الأرض الفائقة، عوالم أكبر من الأرض ولكنها أصغر من نبتون، من بين الكواكب الأكثر شيوعاً أنواع الكواكب خارج المجموعة الشمسية، أو الكواكب الخارجية، في درب التبانة. لأنه تم العثور على الكثير داخل نجومهم المناطق الصالحة للسكن – المناطق التي يمكن أن تتواجد فيها المياه السائلة، وبالتالي من المحتمل أن تدعم الحياة – وقد ركز العلماء بشكل متزايد على ما إذا كانت هذه الكواكب قادرة على البقاء الظروف الملائمة للحياة على مدى مليارات السنين.
تشير الدراسة الجديدة إلى أن العديد من الكواكب الأرضية الفائقة قد تكون قادرة على توليد مجالات مغناطيسية قوية من الصخور المنصهرة ليس في قلوبها، كما تفعل الأرض، ولكن في طبقة محصورة بين النواة والوشاح.
وقال قائد الدراسة ميكي ناكاجيما، الأستاذ المشارك في قسم علوم الأرض والبيئة بجامعة روتشستر في نيويورك: “إن المجال المغناطيسي القوي مهم جدًا للحياة على الكوكب”. إفادة. “يمكن للأرض الفائقة أن تنتج مولدات كهربائية في قلبها و/أو الصهارة، مما قد يزيد من قابليتها للحياة على الكواكب.”
النتائج، نشرت يقول الباحثون إن 15 كانون الثاني (يناير) في مجلة Nature Astronomy، ساعد في حل لغز طويل الأمد حول كيفية احتفاظ الكواكب الأرضية الفائقة بالمجالات المغناطيسية على الرغم من اختلاف بنيتها الداخلية عن بنية الأرض.
“تشير هذه الورقة إلى أن الكواكب الخارجية، كما هو الحال في أشياء أخرى كثيرة، قد لا تتبع بالضرورة نموذج النظام الشمسي فيما يتعلق بتوليد المجال المغناطيسي،” كتب لوكا مالتالياتي، أحد كبار المحررين في مجلة Nature Astronomy، والذي لم يشارك في الدراسة الجديدة، في مقال: قطعة مختصرة تلخيص النتائج. “قد لا يكون محرك المجال المغناطيسي الرئيسي للكواكب التي تبلغ كتلتها 3 إلى 6 أضعاف كتلة الأرض موجودًا في قلب الأرض مثل الأرض، ولكن في طبقة بين القلب والوشاح.”
تعتبر الدروع المغناطيسية طويلة العمر ضرورية للسكن لأنها تساعد على منع تجريد الغلاف الجوي للكواكب بفعل الرياح النجمية وحماية الأسطح من الإشعاع الكوني والنجمي الضار.
وبدون هذه الحماية، حتى الكواكب الموجودة في مناطق صالحة للسكن قد تكافح من أجل الحفاظ على الظروف اللازمة للحياة، مما يعني أن مثل هذه المجالات المغناطيسية التي تحركها الصهارة يمكن أن تلعب دورًا حاسمًا في جعل الكواكب الأرضية الفائقة صالحة للسكن عبر المجرة.
المجال المغناطيسي للأرض، والذي يعمل ل أكثر من 3 مليارات سنة، يتم إنشاؤها بواسطة حركة الحديد السائل في اللب الخارجي المحيط بالنواة الداخلية الصلبة. يعد هذا اللب الداخلي أمرًا بالغ الأهمية لأنه يطلق الحرارة والعناصر الأخف وزنًا التي تحافظ على حركة اللب الخارجي المنصهر، مما يسمح لكوكبنا بالحفاظ على مجاله المغناطيسي.
لكن يُعتقد أن العوالم الصخرية الأكبر حجمًا، مثل الكواكب الأرضية الفائقة، تحتوي على نوى إما صلبة بالكامل أو سائلة بالكامل، مما يحد عادةً من تشغيل دينامو النواة التقليدي المشابه للأرض.
يوضح الرسم التوضيحي طبقات الأرض، بما في ذلك النواة، التي تولد الفقاعة المغناطيسية الواقية لكوكبنا. | الائتمان: فاديم سادوفسكي / شاترستوك
تشير ناكاجيما وفريقها إلى آلية بديلة تُعرف باسم محيط الصهارة القاعدية (BMO)، وهي طبقة من الصخور المنصهرة تتشكل بين القلب والوشاح. يُعتقد أن مثل هذه الطبقات تنشأ أثناء تكوين الكوكب، وفقًا للدراسة الجديدة، عندما تولد التأثيرات الكبيرة المتكررة محيطات الصهارة العالمية التي تتبلور جزئيًا وتركز الذوبان الغني بالحديد في العمق.
تم اقتراح فكرة الدينامو الذي يحركه BMO لأول مرة كوسيلة لشرح كيف يمكن للأرض أن تولد مجالًا مغناطيسيًا في وقت مبكر من تاريخها، قبل أن يتشكل قلبها الداخلي. مثل هذه الطبقة قد تشكلت بعد تأثير تشكيل القمر، ولكن من المرجح أن توطدت بعد ذلك ما يقرب من 1 مليار سنة، تلاحظ الدراسة الجديدة.
وعلى النقيض من ذلك، فإن الكواكب الأرضية العملاقة أكبر حجمًا وتتعرض لضغوط داخلية أعلى بكثير، وهي الظروف التي يمكن أن تسمح لمحيطات الصهارة القاعدية بالاستمرار لفترة أطول بكثير والحفاظ على المجالات المغناطيسية على مدى مليارات السنين، كما يقول الباحثون.
ولاختبار ما إذا كانت طبقات الصهارة العميقة هذه قادرة على توليد مجالات مغناطيسية، أجرت ناكاجيما وفريقها تجارب صادمة قامت بضغط المواد المكونة للصخور إلى الضغوط الشديدة المتوقعة داخل الكواكب التي تفوق كتلة الأرض عدة مرات. ثم قام الباحثون بدمج نتائج المختبر مع نماذج الكواكب لتحديد مدى ضخامة الأرض الفائقة لتوليد مجال مغناطيسي.
ووجدوا أنه في ظل هذه الضغوط الساحقة، تصبح الصهارة الغنية بالحديد معدنية وموصلة للكهرباء، مما يشير إلى أن الكواكب الأرضية الفائقة التي تبلغ كتلتها ما يقرب من ثلاثة إلى ستة أضعاف كتلة الأرض يمكن أن تحافظ على المجالات المغناطيسية التي يحركها BMO لعدة مليارات من السنين، وربما أطول، وربما أقوى من المجالات المغناطيسية الناتجة عن النوى المعدنية الشبيهة بالأرض وحدها.
وفي بعض الحالات، يمكن أن ينافس المجال المغناطيسي الناتج على سطح الكوكب أو حتى يتجاوز المجال المغناطيسي للأرض، وفقًا للبيان.
وكتب الباحثون في المؤتمر: “على الرغم من أن اكتشاف المجالات المغناطيسية للكواكب الخارجية لا يزال يمثل تحديًا، إلا أنه قد يكون من الممكن مراقبة مثل هذه الديناميات القوية التي يحركها BMO في عمليات الرصد المستقبلية”.