Le super-Terre potrebbero essere solide nel profondo del loro mantello

Un recente studio suggerisce che gli interni profondi delle super-Terre, pianeti rocciosi con masse comprese tra una e dieci volte quelle della Terra, sono probabilmente composti di materiale solido piuttosto che liquido. Questa scoperta sfida le ipotesi precedenti sull'evoluzione planetaria e offre nuove intuizioni sulla dinamica interna di questi mondi lontani. I ricercatori guidati da Donghao Zheng hanno scoperto che un minerale specifico, l'ortosilicato di magnesio post-post-spinale, rimane solido sotto le immense pressioni trovate all'interno delle super-Terre.

I loro risultati, pubblicati su AGU Advances, rivelano che questo minerale presenta un punto di fusione insolitamente alto, potenzialmente spiegando perché i mantelli profondi di questi pianeti rimangono solidi. Lo studio si è concentrato sul magnesio ortosilicato, o Mg2SiO4, un componente chiave dei pianeti rocciosi.

Questa fase era precedentemente sconosciuta e si ritiene che domini i mantelli profondi di questi pianeti più grandi. Per indagare le proprietà del Mg2SiO4 post-post-spinale, il team di ricerca ha impiegato un metodo computazionale chiamato integrazione termodinamica. Ciò ha permesso loro di simulare il comportamento di fusione del minerale a pressioni fino a 1.300 gigapascal, un livello paragonabile alle condizioni trovate nei nuclei delle super-Terre.

La sua gamma di fusione si estende da circa 9.780 Kelvin a 14.897 Kelvin, superando di gran lunga i punti di fusione di minerali correlati come la bridgmanite e la MgSiO3 postperovskite. Anche quando sono state introdotte piccole quantità di ferro, un elemento comunemente presente nelle composizioni degli esopianeti, il punto di fusione del Mg2SiO4 post-spinello è rimasto ben al di sopra delle temperature stimate dei mantelli profondi della maggior parte delle super-Terre. Ciò indica che il minerale non si scioglie in condizioni interne tipiche, suggerendo che i mantelli profondi di questi pianeti potrebbero effettivamente essere solidi.

Un mantello profondo solido influenzerebbe i meccanismi di convezione all'interno delle super-Terre, alterando potenzialmente il modo in cui il calore viene distribuito in tutto il loro interno. Inoltre, la presenza di materiale solido nel mantello potrebbe influenzare la generazione di campi magnetici, che sono generalmente prodotti dal movimento di fluidi metallici fusi nel nucleo di un pianeta. Questi fattori sono cruciali per comprendere la stabilità a lungo termine e l'abitabilità delle super-Terre.

Lo studio è stato condotto utilizzando tecniche computazionali avanzate, evidenziando il ruolo crescente delle simulazioni nella scienza planetaria. Gli esperimenti futuri mireranno a convalidare questi risultati attraverso misurazioni di laboratorio dirette, anche se ricreare le condizioni estreme delle super-Terre rimane una sfida formidabile. Mentre la comunità scientifica continua a esplorare la composizione e il comportamento degli esopianeti, scoperte come questa contribuiscono a una più ampia comprensione della formazione e dell'evoluzione planetaria. La persistenza di materiali solidi nei mantelli profondi delle super-Terre sottolinea la complessità di questi mondi e apre nuove strade per la ricerca sui loro processi interni.