Oceanos ocultos de magma podem estar protegendo vida alienígena.

No interior de exoplanetas rochosos massivos, oceanos ocultos de rocha derretida podem estar gerando campos magnéticos poderosos de uma maneira inesperada. 

Camadas profundas de rocha derretida no interior de algumas super-Terras podem gerar campos magnéticos poderosos — potencialmente mais fortes que o da Terra — e ajudar a proteger esses exoplanetas da radiação nociva. Crédito: Ilustração do Laboratório de Energética a Laser da Universidade de Rochester / Michael Franchot

Bem abaixo da superfície de exoplanetas rochosos distantes, conhecidos como super-Terras, vastas camadas de rocha derretida podem estar desempenhando um papel notável. Esses reservatórios ocultos poderiam gerar campos magnéticos fortes o suficiente para proteger planetas inteiros da radiação cósmica e de outras partículas de alta energia.

Na Terra, o campo magnético surge do movimento no núcleo externo de ferro líquido do planeta, um processo chamado dínamo, mas planetas rochosos maiores podem não funcionar da mesma maneira. Algumas super-Terras podem ter núcleos sólidos ou totalmente líquidos, limitando sua capacidade de produzir campos magnéticos por meio desse mecanismo conhecido.

Em um artigo publicado na Nature Astronomy , pesquisadores da Universidade de Rochester, incluindo Miki Nakajima, professora associada do Departamento de Ciências da Terra e do Meio Ambiente, descrevem uma fonte diferente. Eles apontam para uma camada profunda de rocha derretida conhecida como oceano de magma basal (OMB). Essa ideia pode mudar a forma como os cientistas entendem o interior dos planetas e influenciar a maneira como avaliam se mundos distantes podem abrigar vida.

“Um campo magnético forte é muito importante para a vida em um planeta”, diz Nakajima, “mas a maioria dos planetas terrestres do sistema solar, como Vênus e Marte , não os possuem porque seus núcleos não têm as condições físicas adequadas para gerar um campo magnético. No entanto, super-Terras podem produzir dínamos em seus núcleos e/ou magma, o que pode aumentar sua habitabilidade planetária.”

O que é uma super-Terra?

Super-Terras são planetas maiores que a Terra, mas menores que gigantes de gelo como Netuno . Acredita-se que sejam predominantemente rochosos, com superfícies sólidas em vez de espessas camadas de gás como as que envolvem Júpiter ou Saturno . Embora sejam o tipo de exoplaneta mais comumente detectado em nossa galáxia, não existe nenhum em nosso próprio sistema solar. O termo "super-Terra" refere-se apenas ao seu tamanho e massa, não ao quão semelhantes à Terra eles são em outros aspectos. 

Por serem tão comuns, as super-Terras fornecem informações valiosas sobre como os planetas se formam e se transformam ao longo do tempo. Muitas orbitam dentro de zonas habitáveis ​​ao redor de suas estrelas, onde a água líquida pode existir. Ao examinar sua estrutura, atmosferas e campos magnéticos, os cientistas estão reunindo pistas sobre como os sistemas planetários se desenvolvem e onde podem surgir condições favoráveis ​​à vida.

Simulação de super-Terras na Terra

Os pesquisadores acreditam que, no início de sua história, a Terra também pode ter tido um oceano de magma basal. Essa camada de rocha fundida ou parcialmente fundida na base do manto pode influenciar o campo magnético, o fluxo de calor interno e o desenvolvimento químico de um planeta. Como as super-Terras são maiores e experimentam uma pressão interna muito maior, é mais provável que elas mantenham essas camadas fundidas por longos períodos, tornando os oceanos de magma basal fundamentais para a compreensão de sua dinâmica interna e potencial habitabilidade.

Para estudar essas condições extremas, Nakajima e sua equipe realizaram experimentos de choque a laser no Laboratório de Energética a Laser da Universidade de Rochester. Eles combinaram esses experimentos com simulações de mecânica quântica e modelos de evolução planetária, concentrando-se em como a rocha derretida se comporta sob pressões semelhantes às encontradas no interior de um objeto magnético de massa (BMO).

Os resultados mostram que, sob pressões tão elevadas, a rocha derretida nas profundezas do manto de um planeta pode se tornar eletricamente condutora o suficiente para sustentar um campo magnético por bilhões de anos. Essa descoberta sugere que super-Terras com três a seis vezes o tamanho da Terra poderiam gerar campos magnéticos poderosos e duradouros por meio de dínamos impulsionados pelo magma. Esses campos podem ser ainda mais fortes e persistentes do que o da Terra, aumentando as chances de que tais planetas possam abrigar vida.

“Este trabalho foi empolgante e desafiador, visto que minha formação é principalmente em computação e este foi meu primeiro trabalho experimental”, diz Nakajima. “Sou muito grato pelo apoio dos meus colaboradores de diversas áreas de pesquisa para realizar este trabalho interdisciplinar. Estou ansioso pelas futuras observações do campo magnético de exoplanetas para testar nossa hipótese.”

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