Lava sintetică creată de cercetători pentru a înțelege lumile nelocuibile

Căldură arzătoare, stâlpi de cenușă întunecată, fântâni de lavă care țâșnesc. Erupțiile vulcanice de pe Pământ sunt paradoxuri ale vieții și morții, deși nici nu se compară cu planetele cufundate în întregime în astfel de peisaje. Pentru a le înțelege mai bine pe acestea din urmă, a fost creată lava sintetică.

Lumile de lavă și alte corpuri cerești active din punct de vedere vulcanic sunt unele dintre cele mai captivante destinații cosmice pe care astronomii le-au descoperit vreodată și unele dintre cele mai evazive din punct de vedere științific.

• Ce s-a întâmplat cu dinții oamenilor atunci când fluorul a fost scos din apă?
• Ce a arătat un studiu pe mii de gemeni despre legătura dintre depresie și fructe

Primul lot de descoperiri al telescopului spațial James Webb ar putea dezvălui mai multe detalii despre acestea, odată asociat cu cercetările deja în lucru.

Cercetătorii au reușit să creeze lava sintetică

Într-un număr al revistei Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, o echipă de oameni de știință de la Universitatea Cornell a luat date existente privind compoziția atmosferei și a suprafeței pentru a înțelege mantalele (sau interiorul) a 16 exoplanete diferite prin modelarea și sintetizarea acestora aici pe Pământ.

Cercetătorii au fost capabili să creeze și să răcească în interiorul laboratorului lava sintetică similară cu cea reală din alte locații îndepărtate din universul nostru, fără a fi necesară o erupție vulcanică.

Având în vedere că exoplanetele sunt greu de atins chiar și de cele mai îndepărtate dintre sondele noastre spațiale, rareori s-au făcut studii experimentale pe aceste lumi îndepărtate, spune Esteban Gazel, autor principal al studiului și profesor de inginerie la Universitatea Cornell, care studiază geochimia și vulcanologia.

Noua cercetare a echipei sale este prima care oferă o „bibliotecă de compoziție” pentru suprafețele exoplanetelor potențial exotice, o multitudine de blocuri de construcție pe care vânătorii de exoplanete le pot utiliza în căutarea planetelor îndepărtate și a mediilor spațiale de foc.

Date folosite pentru a înțelege formarea altor planete, dar și a Pământului

În laboratorul lor, Gazel și colegii săi au combinat meticulos datele metalicității stelelor, algoritmi de modelare termodinamică și experimente fizice pentru a crea lava sintetică folosind diferite măsurători ale substanțelor chimice inițiale precum oxidul de magneziu, oxidul de fier și dioxidul de siliciu. Rezultatul final au fost câteva roci magmatice poroase, magmă cristalizată cu sticlă și minerale care poate fi atinsă fără pericol de arsuri.

În cele din urmă, astronomii ar putea folosi datele din experimentele cu lavă pentru a interpreta interiorul diferitelor exoplanete. În viitor, această broșură interplanetară ar putea fi folosită chiar și pentru a face lumină asupra începuturilor fierbinți ale Pământului.

„Există atât de multe exoplanete în diferite stadii de evoluție. Dacă putem afla compoziția lor, acest lucru ne va oferi o mulțime de informații despre modul în care a evoluat planeta noastră”, spune Gazel, citat de Popular Science.

Lava sintetică explică apariția vieții

Înainte de zorii oceanelor sale albastre strălucitoare și ai pădurilor verzi falnice, Pământul era și el o planetă de lavă: topită și nelocuită. La un moment dat în timpul său de viață de 4,5 miliarde de ani, planeta ar fi putut semăna cu peisajul infernal al altor Pământuri de dimensiuni superioare, cum ar fi 55 Cancri e, aflat la aproximativ 41 de ani-lumină distanță.

Astăzi știm că vulcanii sunt vitali pentru a crea și susține viața deoarece aceste procese volatile ajută la răcirea atmosferică, la formarea pământului și la transformarea pământului în carne fertilă.

Deși folosirea altor planete pentru a investiga originile noastre fierbinți nu este o abordare nouă, ar fi natural să ne așteptăm ca planetele extraterestre să posede elemente străine, compuși chimici sau materiale pe care nu le-am putea copia pe Pământ.

Originile noastre fierbinți

Cu toate acestea, Lisa Kaltenegger, coautoare a studiului, spune că nu este cazul. Ea explică că, deși pot arăta diferit cu ochiul liber, multe planete și stele din vecinătatea noastră cerească dețin de fapt aceleași ingrediente cerești, doar aranjate în moduri diferite.

„Atunci când ne uităm la alte stele, vedem discurile din jurul lor care formează planetele. Și până acum, în acele discuri nu am găsit nimic inexplicabil”, spune ea.

Asta înseamnă că echipa lor a reușit să creeze toate cele 16 suprafețe sintetice cu materiale chimice ușor de găsit aici, pe Pământ. Kaltenegger spune că munca lor abia începe să creeze o imagine mai mare a cosmosului și va continua doar să se îmbunătățească. Cercetătorii plănuiesc să extragă date despre exoplanete de la telescopul spațial James Webb, care vor deveni mai precise în timp.

Probleme cu datele de la Telescopul Webb

În ciuda unor probleme de calibrare de la lansarea inițială a datelor telescopului, Karl Gordon, astronom la Institutul de Știință al Telescopului Spațial, spune că sunt așteptate astfel de mici eșecuri de la orice misiune. Singura diferență de data aceasta, spune el, este cât de repede s-au „repezit” oamenii de știință la date.

„Cel mai bun mod de a descrie calibrarea este că este exponențială. La început nu este prea bună, dar începe imediat să se îmbunătățească treptat”, spune el.

Kaltenegger spune că problemele de calibrare sunt simple „praguri de trecut”, care vor începe să se clarifice pe măsură ce misiunea JWST continuă.

„Cred că, cu cât petrecem mai mult timp cu datele, cu atât ne vom descurca mai bine în descoperirea nuanțelor pe care nu le vedem încă”, spune ea.

Vă recomandăm să citiți și:

Test de cultură generală. Cât timp îi ia luminii solare să ajungă pe Pământ?

Noi indicii despre atmosfera timpurie de pe Marte dezvăluie o planetă umedă capabilă să susțină viața

Cele mai clare imagini cu inelele lui Neptun din ultimii 30 de ani, surprinse de Telescopul Webb

Ghețarii „curgeau” cândva în trecutul planetei Marte, însă foarte lent