Interni stagnanti sopprimono la possibilità della vita nelle super-Terre?

Interni stagnanti sopprimere possibilità di super-Terre di supporto alla vita

Rappresentazione artistica di un trio di super-Terre scoperte da un team europeo utilizzando lo spettrografo HARPS dell’ ESO da 3,6 m telescopio a La Silla, in Cile. I tre pianeti, con 4.2, 6.7, e 9.4 volte la massa della Terra, orbitano intorno alla stella HD 40307 con periodi di 4,3, 9,6 e 20,4 giorni, rispettivamente. Credit: ESO 

I cacciatori di esopianeti stimano che ci potrebbero essere miliardi di pianeti super-Terre con una massa fino a dieci volte quella della Terra in orbita solo nelle stelle della Via Lattea. Ma le super-Terre meritano il loro nome e sarebbero in grado di ospitare la vita? Uno studio dell’evoluzione termica delle rocciose super-Terre suggerisce che potrebbero somigliare molto poco al nostro pianeta. Il Dr. Vlada Stamenkovic presenterà i risultati al Consiglio europeo di Planetary Science Congress Mercoledì 26 settembre.

“Stiamo scoprendo pianeti orbitanti attorno a stelle lontane che sono simili alla Terra nella composizione, ma più massicci della Terra. La questione principale è sono solo versioni in scala grande della Terra, o sono fondamentalmente diversi?Vogliamo in particolare sapere se le super- -Terre rocciose hanno atmosfere spesse, attività vulcanica, campi magnetici o tettonica a placche “, ha detto Stamenkovic, ricercatore presso il Massachusetts Institute of Technology. “Alcune di queste caratteristiche sono fondamentali per determinare se un pianeta potrebbe essere in grado di sostenere la vita di superficie.”

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Sulla Terra, la tettonica a placche e l’attività vulcanica aiuta a regolare il clima e il rilascio e riciclo di sostanze nutritive per la vita. Il campo magnetico del nostro pianeta, guidato da un liquido nucleo metallico , forse protegge l’atmosfera dall’essere distrutta dalle particelle cosmiche solari.

Stamenkovic e i suoi colleghi hanno scoperto che la viscosità e la temperatura di fusione della roccia nel mantello sono fortemente influenzati dalla pressione. Le  massicce pressioni interne delle super-Terre sono decine di volte superiori a quelle dell’interno terrestre e può portare a viscosità di grandi dimensioni e temperature di fusione, che, inoltre, può avere un impatto negativo sull’abitabilità di un pianeta.

Sorprendentemente, i calcoli del team suggeriscono che le rocciose super-Terre possono anche essere indifferenziate, non separato in un nucleo metallico e mantello roccioso come la Terra.

“Oggi si ritiene che i pianeti terrestri del nostro sistema solare si sono formati rapidamente-nei primi 50 milioni di anni. La scala temporale di formazione del nucleo dipende fortemente dalla viscosità. Quindi le temperature elevate e le grandi viscosità che abbiamo calcolato per le super- Terre suggeriscono sia una lenta formazione di base o senza formazione di base per tutti. Ciò solleva dubbi sul fatto che le super-Terre potrebbero generare campi magnetici “, ha detto Stamenkovic.

Anche se tali super-Terre sono differenziate, la ricerca indica che la convezione sarebbe lenta o che potrebbe formare strati stagnanti in profondità nel mantello, mettendo un coperchio efficace sul flusso di calore dal nucleo.A seconda delle condizioni iniziali, di conduzione può diventare la forma dominante di trasporto del calore. Ciò ridurrebbe la velocità di raffreddamento del nucleo, potenzialmente annullando nuovamente l’azione dinamo.

La squadra ha trovato la propensione della tettonica a zolle a diminuire piuttosto con la massa planetaria. Ma ha anche trovato che l’acqua nella litosfera può facilmente attenuare questi effetti. Di qui la tettonica a zolle sulle super-Terre non è inevitabile, ma dipende piuttosto da una serie di caratteristiche planetarie sconosciute, che non possono essere osservate su pianeti extrasolari in un prossimo futuro.

Per l’atmosfera della Terra primordiale si pensa ai risultati parziali della differenziazione del pianeta e il successivo rilascio dei gas attraverso eruzioni vulcaniche. Il team ha scoperto che la durata del degassamento vulcanico e la produzione di roccia fusa generalmente diminuisce con l’aumentare della massa planetaria, con un calo più marcato per i più grandi viscosità. Questo potrebbe limitare i tempi per la costante attività vulcanica su super-Terre. Questo d’altra parte potrebbe avere un grave impatto sulla regolazione del clima durante le ere glaciali globali.

“Il nostro lavoro evidenzia l’importanza di comprendere l’evoluzione termica del pianeta, inoltre, dimostra che le super-Terre sono più diversificate di quanto ci aspettassimo. Saremo in grado di rispondere pienamente alle domande con la raccolta di più dati di alta pressione da esperimenti,dalle osservazioni spettroscopiche di atmosfere di super-Terra che orbitano vicino a stelle luminose. La teoria mostra le possibilità, che sono molto più grandi di quanto si pensasse, ma rimane molta incertezze “,secondo  Stamenkovic.

Per maggiori informazioni: ‘L’influenza della pressione in funzione della viscosità in funzione della evoluzione termica di super-Terre’, V. Stamenkovic, L. Noak, D. Breuer & T. Spohn, Pub: The Astrophysical Journal , 748:41, 20 marzo 2012. ‘Proprietà termiche e di trasporto di roccia del mantello ad alta pressione: Applicazioni alla super-Terre’, V. Stamenkovic, D. ​​Breuer, T. Spohn. Pub: Icarus 216 (2011) 572-596

Riferimento alla Gazzetta: Astrophysical Journal ricerca e più informazioni sito web Icarus

Fonte: http://phys.org/news/2012-09-stagnant-interiors-suppress-chances-super-earths.html

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