Recrean la formación de planetas, supertierras y planetas gigantes en el laboratorio
26/1/2015 de Lawrence Livermore National Laboratory / Science
Nuevos experimentos de compresión por choque producida con láser sobre stishovita, una forma del silicio de alta densidad, proporcionan datos sobre la conductividad eléctrica y termodinámica bajo condiciones sin precedentes y revelan las inusuales propiedades de rocas a gran profundidad dentro de grandes exoplanetas y planetas gigantes. Foto: E. Kowaluk, LLE.
Nuevos experimentos de compresión por láser reproducen las condiciones en el interior de exóticas supertierras y centros de planetas gigantes, y las condiciones durante el violento nacimiento de planetas tipo Tierra, documentando las propiedades materiales que determinaron los procesos de formación y evolución de planetas.
Los experimentos, anunciados en la edición del 23 de enero de Science, revelan las inusuales propiedades del silicio – el constituyente clave de las rocas – bajo presiones extremas y temperaturas relevantes para la formación de planetas y su evolución interior.
Empleando compresión por choque producida con láser y diagnósticos ultrarrápidos, el físico Marius Millot, del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), y sus colaboradores de la Universidad de Bayreuth (Alemania) y la Universidad de Berkeley (California) pudieron medir la temperatura de fusión del silicio a 500 GPa (5 millones de atmósferas), una presión comparable a la de la frontera entre el núcleo y el manto en una supertierra (un planeta con 5 veces la masa de la Tierra), Urano y Neptuno. También es el régimen de los impactos gigantes que caracterizan las fases finales de la formación de planetas.
“A gran profundidad en el interior de los planetas la densidad, presión y temperatura extremas modifican fuertemente las propiedades de los materiales que los constituyen”, afirma Millot. “Cuánto calor pueden soportar los sólidos antes de fundirse bajo presión es clave para determinar la estructura interna del planeta y su evolución, y ahora podemos medirlo directamente en el laboratorio”.
En combinación con medidas anteriores de fusión en otros óxidos y en hierro, los nuevos datos indican que los silicatos del manto y el metal del núcleo poseen temperaturas parecidas de fusión por encima de los 300-500 GPa, sugiriendo que los grandes planetas rocosos pueden tener habitualmente océanos de magma – roca fundida – de larga duración en su interior. En esta capa de roca líquida pueden formarse campos magnéticos planetarios.
