¿Podría un planeta tener un núcleo de otra cosa que no sea hierro?

La respuesta depende de cuál sea realmente su pregunta.

¿Podría teóricamente construir un planeta magnético usando un núcleo materialmente diferente al hierro? Sí

El níquel y el cobalto son similares al hierro en términos de sus propiedades eléctricas, magnéticas y físicas y ambos son un poco más densos que el hierro.

¿Podrían tales planetas terrestres formarse naturalmente? No

Según los modelos estándar de síntesis nuclear estelar y formación planetaria, ni el cobalto ni el níquel existen en cantidad suficiente para convertirse en el material dominante en un núcleo planetario. Aunque el níquel se forma en abundancia considerable en las estrellas supergigantes, el níquel es inestable y se descompone en hierro. No todo el níquel en las síntesis estelares se descompone en hierro, aunque se cree que gran parte del níquel, si no la mayoría, se deriva de los desechos de supernova. Las supernovas son la fuente aceptada de prácticamente todos los elementos pesados ​​más allá del hierro. Pero las fracciones de masa son todas relativamente pequeñas.

Tenga en cuenta que se considera que el núcleo de la Tierra consiste principalmente en hierro, pero con una fracción significativa de níquel (quizás el 5%).

Sé que a temperatura normal, un electroimán generalmente usa un núcleo ferromagnético para intensificar el campo magnético. También sé que se espera que la temperatura del núcleo de la Tierra exceda demasiado la temperatura de Curie del hierro, el níquel y el cobalto, por lo que esta no es una opción convencional. Pero también se informa que la temperatura de Curie depende de la presión y que aumenta con la presión, pero no pude encontrar la temperatura de Curie para el material bajo presiones centrales. Dado que se cree que el campo magnético de la Tierra se deriva del flujo de hierro líquido fuera del núcleo interno, esperaría que el núcleo interno aún esté muy por encima de la temperatura de Curie en cualquier configuración capaz de generar un campo magnético, pero en realidad no podría confirmar esto.

No asumo que el planeta terrestre deba tener temperaturas centrales que coincidan con las de la Tierra (podría tener menos radiactivos, etc.), pero esperaría que la presión fuera similar dado un tamaño de planeta similar. También se debe tener en cuenta que los detalles del campo magnético de la Tierra no se comprenden bien, por lo que no debería sorprendernos teniendo en cuenta que en realidad no podemos observar las condiciones en el núcleo.

Solo conocemos tres tipos de planetas, rocosos, gigantes gaseosos y planetas de hielo. La Tierra tiene el campo magnético más fuerte de los planetas rocosos. Todos los gigantes gaseosos tienen campos mucho más fuertes en términos de fuerza de campo total, mientras que el helado Plutón (antiguo planeta) no tiene campo magnético.

La pregunta hacía referencia a una pregunta anterior que claramente restringe el interés a los planetas similares a la Tierra, ya que está habitado por humanos. Pero se cree que Júpiter tiene un núcleo magnético debido al flujo de hidrógeno metálico líquido.

Pero para los planetas similares a la Tierra, el único núcleo magnético natural razonable es el hierro; tiene los requisitos de abundancia y densidad. Se cree que el magnesio (principalmente como óxidos) es el segundo metal más abundante en la tierra, principalmente en el manto, pero está excluido en gran medida en el núcleo por el hierro considerablemente más denso. Los metales aluminio y calcio también relativamente comunes también son demasiado ligeros para existir en abundancia en el núcleo.

El problema de tener magnetita como núcleo de un planeta similar a la Tierra es la presión y la temperatura asociada que alcanzaría el núcleo. Magnetita ($\text{Fe}_{3}\text{O}_{4}$) se descompone a presiones y temperaturas muy altas (800 °C y 10-11 GPa) en una fase diferente,$\text{Fe}_{4}\text{O}_{5}$, que es similarmente magnético a la magnetita. Sin embargo, la presión en el núcleo de la Tierra es superior a 300 GPa y las temperaturas pueden alcanzar los 5000 °C. No he visto ninguna investigación adecuada sobre la magnetita en estas condiciones, pero podría ser seguro asumir que empujarla a esas temperaturas causaría la formación de fases completamente nuevas con diferentes propiedades magnéticas, o simplemente causaría que el óxido se derrita.

La razón por la que el núcleo de la Tierra es hierro (y elementos del grupo del níquel, el oro y el platino) es que estos elementos se encuentran entre los elementos más pesados ​​presentes en la formación del planeta y se disuelven preferentemente en hierro fundido (elementos siderófilos). Como tal, cuando el planeta estaba acrecentándose recientemente del disco de polvo alrededor del Sol, estos elementos se hundieron en el núcleo porque eran más densos que el material circundante. Entonces, para responder a su primera pregunta, cualquiera que sea el núcleo de su planeta, tiene que ser lo más denso que había allí cuando se formó, asumiendo que su planeta se formó de la misma manera que la Tierra.

Los posibles candidatos para un núcleo planetario magnético son

• Aquellos materiales que son lo suficientemente pesados ​​como para hundirse en el centro de un planeta durante la formación.
• Aquellos materiales que son razonablemente abundantes (probablemente aquellos que se pueden producir a través de la nucleosíntesis ordinaria en las estrellas).
• Aquellos que pueden generar un campo magnético (es decir, ferromagnético o eléctricamente conductor).

Cabe señalar que el hierro es el elemento más pesado que se puede producir mediante la fusión nuclear ordinaria en las estrellas. La fusión que crea elementos más pesados ​​no libera energía y, por lo tanto, es poco probable que las estrellas los produzcan. Por lo tanto, los materiales del núcleo probable de un planeta probablemente estén por debajo del hierro en la tabla periódica.

También que los elementos con masas atómicas impares suelen ser mucho menos abundantes en el universo.

Según su abundancia en el universo C, Si, S son los más probables de formar la mayor parte de un planeta, pero ninguno de ellos es magnético.

El níquel es otra opción posible para un núcleo y es magnético, pero mucho menos abundante que el hierro.

La mayoría de los materiales no retienen ningún magnetismo una vez que superan su temperatura de Curie.
Para el hierro, la temperatura de Curie es de 1043 Kelvin.
Para el níquel, la temperatura de Curie es de 627 Kelvin

. Si se genera un campo magnético en un núcleo de metal fundido, lo más probable es que se deba a corrientes eléctricas circulantes en el metal en lugar de magnetismo permanente. En ese caso, cualquier metal conductor probablemente serviría. El aluminio es el tercer elemento más abundante en la Tierra y es muy conductor, por lo que es una opción razonable.