Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Offbeat

Elemen radioaktif mungkin penting untuk kelayakan planet berbatu – ScienceDaily


Jumlah elemen radioaktif berumur panjang yang dimasukkan ke dalam planet berbatu saat terbentuk mungkin menjadi faktor penting dalam menentukan kelayakhuniannya di masa depan, menurut sebuah studi baru oleh tim ilmuwan lintas disiplin di UC Santa Cruz.

Itu karena pemanasan internal dari peluruhan radioaktif elemen berat thorium dan uranium menggerakkan lempeng tektonik dan mungkin diperlukan planet ini untuk menghasilkan medan magnet. Medan magnet bumi melindungi planet dari angin matahari dan sinar kosmik.

Konveksi di inti logam cair bumi menciptakan dinamo internal (“geodynamo”) yang menghasilkan medan magnet planet. Pasokan elemen radioaktif Bumi menyediakan lebih dari cukup pemanasan internal untuk menghasilkan geodynamo yang persisten, menurut Francis Nimmo, profesor ilmu Bumi dan planet di UC Santa Cruz dan penulis pertama makalah tentang temuan baru, yang diterbitkan 10 November di Surat Jurnal Astrofisika.

“Apa yang kami sadari adalah bahwa planet yang berbeda mengakumulasi jumlah yang berbeda dari elemen radioaktif ini yang pada akhirnya menggerakkan aktivitas geologi dan medan magnet,” jelas Nimmo. “Jadi kami mengambil model Bumi dan memutar jumlah produksi panas radiogenik internal ke atas dan ke bawah untuk melihat apa yang terjadi.”

Apa yang mereka temukan adalah bahwa jika pemanasan radiogenik lebih dari pemanasan Bumi, planet tidak dapat secara permanen menopang dinamo, seperti yang telah dilakukan Bumi. Itu terjadi karena sebagian besar torium dan uranium berakhir di mantel, dan terlalu banyak panas di mantel bertindak sebagai penyekat, mencegah inti cair kehilangan panas cukup cepat untuk menghasilkan gerakan konvektif yang menghasilkan medan magnet.

Dengan pemanasan internal yang lebih radiogenik, planet ini juga memiliki lebih banyak aktivitas vulkanik, yang dapat menghasilkan peristiwa kepunahan massal. Di sisi lain, terlalu sedikit panas radioaktif tidak menghasilkan vulkanisme dan planet yang secara geologis “mati”.

“Hanya dengan mengubah satu variabel ini, Anda menyapu skenario yang berbeda ini, dari mati secara geologis hingga mirip Bumi hingga sangat vulkanik tanpa dinamo,” kata Nimmo, menambahkan bahwa temuan ini memerlukan studi yang lebih rinci.

“Sekarang kami melihat implikasi penting dari memvariasikan jumlah pemanasan radiogenik, model sederhana yang kami gunakan harus diperiksa dengan perhitungan yang lebih rinci,” katanya.

Sebuah dinamo planet telah dikaitkan dengan kelayakan hunian dalam beberapa cara, menurut Natalie Batalha, seorang profesor astronomi dan astrofisika yang Inisiatif Astrobiology di UC Santa Cruz memicu kolaborasi antar disiplin yang mengarah pada makalah ini.

“Sudah lama berspekulasi bahwa pemanasan internal mendorong lempeng tektonik, yang menciptakan siklus karbon dan aktivitas geologi seperti vulkanisme, yang menghasilkan atmosfer,” jelas Batalha. “Dan kemampuan untuk mempertahankan atmosfer terkait dengan medan magnet, yang juga didorong oleh pemanasan internal.”

Rekan penulis Joel Primack, seorang profesor emeritus fisika, menjelaskan bahwa angin bintang, yang merupakan aliran material yang bergerak cepat yang dikeluarkan dari bintang, dapat terus mengikis atmosfer planet jika tidak memiliki medan magnet.

“Kurangnya medan magnet tampaknya menjadi salah satu penyebab, bersama dengan gravitasi yang lebih rendah, mengapa Mars memiliki atmosfer yang sangat tipis,” katanya. “Dulu memiliki atmosfer yang lebih tebal, dan untuk sementara memiliki permukaan air. Tanpa perlindungan medan magnet, jauh lebih banyak radiasi yang masuk dan permukaan planet juga menjadi kurang layak huni.”

Primack mencatat bahwa unsur-unsur berat yang penting untuk pemanasan radiogenik tercipta selama penggabungan bintang neutron, yang merupakan peristiwa yang sangat langka. Penciptaan yang disebut elemen proses-r ini selama penggabungan bintang-neutron telah menjadi fokus penelitian oleh rekan penulis Enrico Ramirez-Ruiz, profesor astronomi dan astrofisika.

“Kami mengharapkan variabilitas yang cukup besar dalam jumlah unsur-unsur ini yang dimasukkan ke dalam bintang dan planet, karena itu tergantung pada seberapa dekat materi yang membentuknya dengan tempat peristiwa langka ini terjadi di galaksi,” kata Primack.

Para astronom dapat menggunakan spektroskopi untuk mengukur kelimpahan elemen yang berbeda di bintang, dan komposisi planet diharapkan serupa dengan bintang yang mereka orbit. Unsur tanah jarang europium, yang mudah diamati dalam spektrum bintang, dibuat melalui proses yang sama yang membuat dua unsur radioaktif yang berumur paling lama, torium dan uranium, sehingga europium dapat digunakan sebagai pelacak untuk mempelajari variabilitas unsur-unsur tersebut di bintang dan planet galaksi kita.

Para astronom telah memperoleh pengukuran europium untuk banyak bintang di lingkungan galaksi kita. Nimmo dapat menggunakan pengukuran tersebut untuk menetapkan kisaran input alami untuk model pemanasan radiogeniknya. Komposisi matahari berada di tengah kisaran itu. Menurut Primack, banyak bintang yang memiliki europium setengah lebih banyak dibandingkan magnesium dibandingkan dengan matahari, dan banyak bintang yang memiliki dua kali lebih banyak dari matahari.

Pentingnya dan variabilitas pemanasan radiogenik membuka banyak pertanyaan baru bagi ahli astrobiologi, kata Batalha.

“Ini cerita yang kompleks, karena kedua ekstrem memiliki implikasi bagi kelayakan huni. Anda memerlukan cukup pemanasan radiogenik untuk mempertahankan lempeng tektonik tetapi tidak terlalu banyak sehingga Anda mematikan dinamo magnet,” katanya. “Pada akhirnya, kami sedang mencari tempat tinggal yang paling mungkin dalam kehidupan. Kelimpahan uranium dan thorium tampaknya menjadi faktor kunci, bahkan mungkin dimensi lain untuk menentukan planet Goldilocks.”

Dengan menggunakan pengukuran europium dari bintang mereka untuk mengidentifikasi sistem planet dengan jumlah elemen radiogenik yang berbeda, para astronom dapat mulai mencari perbedaan antara planet-planet dalam sistem tersebut, kata Nimmo, terutama setelah James Webb Space Telescope dipasang. “Teleskop Luar Angkasa James Webb akan menjadi alat yang ampuh untuk karakterisasi atmosfer planet ekstrasurya,” katanya.

Selain Nimmo, Primack, dan Ramirez-Ruiz, rekan penulis makalah ini termasuk Sandra Faber, profesor emerita astronomi dan astrofisika, dan sarjana postdoctoral Mohammadtaher Safarzadeh.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Hongkong Prize