La vie extraterrestre sur la Super-Terre peut survivre plus longtemps que nous grâce à une protection durable contre les rayons cosmiques

La vie sur les Super-Terres pourrait avoir plus de temps pour se développer et évoluer, grâce à leurs champs magnétiques de longue durée les protégeant contre les rayons cosmiques nocifs, selon une nouvelle recherche publiée dans Science.

L’espace est un environnement dangereux. Des flux de particules chargées se déplaçant à la vitesse de la lumière, éjectées des étoiles et des galaxies lointaines, bombardent les planètes. Le rayonnement intense peut décaper les atmosphères et provoquer l’assèchement des océans sur les surfaces planétaires au fil du temps, les laissant arides et incapables de supporter une vie habitable. Les rayons cosmiques, cependant, sont déviés de la Terre, car elle est protégée par son champ magnétique.

Maintenant, une équipe de chercheurs dirigée par le Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) pense que les super-Terres – des planètes plus massives que la Terre mais moins que Neptune – pourraient également avoir des champs magnétiques. On estime en fait que leurs bulles défensives restent intactes plus longtemps que celle autour de la Terre, ce qui signifie que la vie à leur surface aura plus de temps pour se développer et survivre.

“Bien qu’il y ait beaucoup d’exigences pour une planète habitable, comme une température de surface qui permet à l’eau liquide, avoir une magnétosphère qui peut protéger contre le rayonnement solaire pendant de longues périodes pourrait offrir de longues durées pour que la vie évolue”, Richard Kraus, auteur principal de l’article et physicien au LLNL, a déclaré Le registre.

La clé des champs magnétiques durables est d’avoir un noyau métallique liquide qui se refroidit plus lentement. Le champ magnétique terrestre est généré par une couche de fer fondu tourbillonnant autour d’un noyau de fer solide. Les électrons dans le liquide se déplacent pour créer des courants électriques qui alimentent un champ magnétique.

La température du fer en fusion enfoui sous 2 890 kilomètres ou 1 800 miles de la surface de la Terre est cependant glaçante. Il finira par refroidir jusqu’à ce qu’il se solidifie complètement. À ce stade, sa dynamo interne cessera de tourner et elle ne pourra plus supporter de champ magnétique. Le champ magnétique terrestre disparaîtra dans 6,2 milliards d’années environ.

“Lorsque le fer se solidifie, il libère de l’énergie ainsi que des éléments plus légers dans le fer liquide, qui fournit l’énergie nécessaire pour alimenter la dynamo sur de longues périodes. À un moment donné, la température du noyau liquide se refroidira jusqu’à la température de fusion, ce qui signifie qu’il commencera à se solidifier », a expliqué Kraus. Le fer à l’intérieur de la Super-Terre est comprimé à des pressions beaucoup plus élevées que la Terre, et sa température de fusion est également plus élevée.

En d’autres termes, les noyaux des Super-Terres doivent être refroidis à des températures beaucoup plus basses avant de se solidifier. Leurs noyaux de plus grande taille signifient également qu’ils perdent de la chaleur à un rythme plus lent que celui de la Terre.

“Nous constatons que les noyaux de la super-Terre prendront jusqu’à 30 % plus de temps pour se solidifier que le noyau de la Terre… En raison des effets concurrents de l’énergie stockée par rapport à la surface, les noyaux des planètes plus petites que la Terre se solidifieront rapidement, avec l’échelle de temps maximale pour solidification se produisant dans [Super Earths four to six times the mass of Earth]», conclut le journal.

Kraus et ses collègues ont pu simuler les conditions internes d’une Super-Terre en étudiant le comportement de fusion du fer à des pressions de 1 000 gigapascals, soit près de trois fois la pression du noyau terrestre. L’équipe a zappé un minuscule fragment de milligramme de fer avec une série de lasers pour le comprimer à des pressions de plus en plus élevées.

Les expériences ont montré qu’à 1 000 gigapascals, la température de fusion du fer est d’environ 11 000 degrés Celsius. À titre de comparaison, la pression interne de la Terre est d’environ 330 gigapascals et son noyau a une température de fusion d’environ 6 000 degrés Celsius.

“Il s’agit de la première expérience à mesurer la courbe de fusion du fer à des pressions supérieures à 290 gigapascals, ce qui signifie que c’est la première à contraindre la température de fusion du fer dans les conditions des noyaux Super Earth”, a déclaré Klaus. El Reg.

“Les astronomes utiliseront ces résultats, ainsi que leurs données d’observation, pour brosser un meilleur tableau de ce qui se passe dans et à la surface des exoplanètes.” ®