“超级地球”系外行星的液态金属海洋可形成保护生命的磁场

时间:20-10-07 栏目:海底世界 作者:wenkula 评论:0 点击: 26 次




科学家最新研究称,系外岩石行星可能存在液态金属海洋,能够产生保护生命体的磁场屏蔽


目前,美国最新一项研究显示,“超级地球”行星可能包含着能够转变为液态金属的炽热矿物质,潜在形成保护生命的磁场屏蔽。


比地球体积大、小于气体巨行星海王星的系外行星,可能拥有液体金属海洋,以及能够保护生命的磁场屏蔽。一项实验室测试显示,在超级地球的热量和压力下,氧化镁和其它陆地行星岩石地幔中普遍存在的其它矿物质,将转化为液态金属。


这项研究暗示了如何理解超级地球行星的状况,其中包括该行星是否支持生命存在。科学家使用高功率激光器轰击一小块氧化镁,来模拟质量是地球10倍的一颗行星的热量和压力。他们发现一种透明的陶瓷矿物质最初成为新型晶体结构的固体,之后完全转变成为一种液态金属。


在这种状态下,液态矿物质可能维持一种叫做“发电机”的物理现象,它能够产生磁场。美国霍华德大学地球物理学家斯图尔特-麦克威廉姆斯说:“人们通常认为行星磁场能够保护行星表面的生命免遭太空辐射伤害,我们发现磁场可能存在超级地球行星的可能性远超出之前的预期,这种磁场是行星深层岩石过渡成为金属形成的。这将形成宇宙中适应生命生存的新环境。”


美国加州理工学院行星科学家大卫-史蒂文森强调称,磁场肯定影响生命进化,我认为这是一个存在争议的问题——是否缺少磁场能够抑制生命形成。对于一颗陆地行星而言,形成磁场并不容易,这是因为内核物质的高热量传导性通过传导泄漏,因此很可能降低传导性。事实上它是一种较差的传导体。


这项发现不仅使理解行星形成和进化变得更加复杂,而且模糊了行星内核和地幔之间的差异性。麦克威廉姆斯说:“行星熔解是非常重要的,像地球这样的行星,熔解将形成许多现象,例如:火山喷发、地球磁场。在像地球这样的行星早期历史阶段,很可能整个行星都是液化状态,在表面形成一个很深的岩浆海洋。甚至在现今,一些超级地球行星可能还拥有着岩浆海洋。”


他还指出,通过最新研究实验可显示一颗超级地球行星的岩浆海洋可能是由液体金属构成。氧化镁不仅是类地行星的一种重要矿物质,包括钙钛矿在内的其它岩石矿物质和石英在高压和高温下也具有类似的变换特征。


麦克威廉姆斯说:“它们源自类似地球表面的绝缘矿物质,这些传导物质非常接近于地球深层内部的铁。”在计算机模拟和理论模型中,氧化镁曾被研究了数十年,但在此之前从未有过实验能够复制超级地球行星内部的状态。他指出,为了真实理解一颗行星,我们需要对这颗行星进行整体模拟,我们基于先进计算机系统,能够模拟一颗行星的磁场,我认为下一步需要通过计算机模型来验证我们的发现。目前,这项最新研究报告发表在近期出版的《科学》杂志上。



腾讯科学讯(悠悠/编译)



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