Superzemlje mogu biti čvrste duboko u svom plaštu

Nedavna studija sugerira da su duboke unutrašnjosti superzemalja, stjenovitih planeta s masom između jednog i deset puta većom od Zemlje, vjerojatno sastavljene od čvrstog materijala, a ne tekućeg.

Njihovi nalazi, objavljeni u AGU Advances, otkrivaju da ovaj mineral pokazuje neobično visoku točku topljenja, što potencijalno objašnjava zašto duboki plašči tih planeta ostaju čvrsti. Studija se usredotočila na magnezijev ortosilikat ili Mg2SiO4, ključnu komponentu stjenovitih planeta.

Ova faza je prethodno bila nepoznata i vjeruje se da dominira dubokim plaštom ovih većih planeta. Da bi istražili svojstva post-post-spinel Mg2SiO4, istraživački tim je koristio računalnu metodu nazvanu termodinamička integracija. To im je omogućilo da simuliraju ponašanje topljenja minerala pod pritiscima do 1.300 gigapaskala, razinu usporedivu s uvjetima pronađenima u jezgri super-Zemlje.

Njegov raspon topljenja kreće se od približno 9.780 Kelvina do 14.897 Kelvina, što znatno premašuje tačke topljenja srodnih minerala kao što su bridgmanit i MgSiO3 postperovskit. Čak i kada su uvedene male količine željeza, elementa koji je obično prisutan u sastavima egzoplaneta, tačka topljenja post-spinel Mg2SiO4 ostala je znatno iznad procijenjenih temperatura dubokih plašta većine superzemalja.

Čvrsto duboko plaštalo utječe na mehanizme konvekcije unutar super-Zemlje, potencijalno mijenjajući način na koji se toplota distribuira u njihovom unutrašnjosti.

Istraživanje je provedeno pomoću naprednih računalnih tehnika, naglašavajući rastuću ulogu simulacija u planetarnoj znanosti. Budući će eksperimenti imati za cilj potvrditi ova otkrića putem izravnih laboratorijskih mjerenja, iako je ponovno stvaranje ekstremnih uvjeta super-Zemlje i dalje ogroman izazov. Dok znanstvena zajednica nastavlja istraživati sastav i ponašanje egzoplaneta, ovakva otkrića doprinose širem razumijevanju planetarnog formiranja i evolucije.