超级地球存在液态金属 保护外星生命不受辐射

2019-10-12 23:40:44 来源: 东莞信息港

国外媒体报道,研究人员表示,在超级地球的各种版本中,一种常见的透明陶瓷很可能变成一种金属流体,从而使得这些遥远的外星球获得强烈的磁场,以保护星球上的生命不受到有害的辐射。

天文学家近些年发现的上百颗系外行星中,有些类似地球的多岩石行星被称为“超级地球”,它们体积相对更大,质量大约是地球的10倍。科学家发现有的超级地球能够支持地表海洋的存在。

超级地球日益增加的质量导致它们内部压力远比地球大得多。这样的高压将导致更大的粘性以及更高的熔化温度,这意味着超级地球的内部可能不会分离成类似球的岩石的地幔和金属的核心。

地球的磁场是由流动的金属核心造成的。如果超级地球缺少这样动态的核心,研究人员认为它们应该也会缺少磁场。

目前科研人员发现氧化镁,一种地球上常见的岩石矿物质,在极端的压力和温度条件下能够转化为液态金属。这种流体金属能够作为超级地球的“磁性发电机”。

氧化镁是一种地球表面至深处地幔都存在的透明陶瓷。为了了解这种岩石矿物质在外来行星环境下的反应,研究人员向一小块氧化铝发射了一束强烈的激光,在十亿分之一秒的时间里将金属加热并压缩到超级地球内部环境条件下,比如压力为普通地球大气压的1400万倍,温度高达9万华氏度(5万摄氏度)。研究人员观测到这个岩石物质立即变成一种新型晶体结构的固体,并终形成液态金属。

“令人惊讶的是氧化铁在实验室条件下的状态属性,”研究主要作者华盛顿卡耐基研究所的地球物理学家R·斯图尔特·麦克威廉姆斯(R.StewartMcWilliams)这样说道。“氧化铝的物理属性与理论学家几十年前预测的非常类似。”这项研究可能导致行星核心和地幔的界限变得模糊。

“在过去的几十年里,我们都常常想象类地行星,诸如地球、它的邻居火星,和遥远的超级地球,都具有类似地球的属性,也即它们都有一层由非金属氧化物组成的外壳或者地幔,并拥有一个富含铁的核心,在那里初形成了行星磁场。”

“这便是我们对超级地球的想象的核心法则,很明显这典型的以人类为中心,也就是我们将基于对地球进行观测产生的知识应用到一个我们观察较少的遥远天体。”“结果显示关于行星磁场只起源于铁核心的常规假设非常有限,”麦克威廉姆斯说道。“磁场很可能在行星地幔处形成。事实上,科学家思考这个观点有几十年时间了,直到今日我们才有确凿的数据证明关于‘地幔发电机’的概念是可行的。”

地球的磁场保护它不受太空有害带电粒子的威胁。“一直以来科学家认为行星上生命存在需要强烈磁场以保护有机物不受到外太空的有害辐射,例如宇宙射线,至少这一理论适用于好几种生活在地球表面的生命形式。我们发现磁场在一系列行星都存在,它或可能创造了一种宇宙中意想不到的生命环境。”

关于超级地球的物理机制科学家仍知之甚少,研究人员需要生成电脑模型测试这种液态金属是否会在自然中存在,它们是如何存在的以及它们存在的地方。

“无论是公众还是科学家都必须记住,超级地球现在仍是一个巨大的谜题。想象它们的特性非常简单,但是根据我们地球现有的推出某种结论则是相对困难的。”

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