зачем на материнской плате есть выходы, оптический и коаксиальный?

для соответствующего оборудования

Для подключения усилителя звука с собственными ЦАП.

Звуковой сигнал, передаваемый через эти выходы защищен от различных электрических помех.

Это как с переписыванием книги вручную. Один переписчик переписал и сделал одну ошибку. Эта ошибка разошлась по другим переписчикам. Те добавили ещё по парочке своих ошибок. . И т. д. , и т. п.
Цифровой оптический отличается от коаксиала лишь средой передачи. Для оптического, разумеется, используются световоды. :)
Короче, для того чтобы не терять качество на преобразованиях в современных материнских платах присутствует возможность передачи и приёма информации непосредственно в цифровом формате.
В этом и разница. Для передачи звука через стандартные интерфейсы производится предварительная конвертация цифрового хранения информации в формат пригодный для аналоговых устройств. Этот процесс всегда приводит к потерям в качестве звука. Когда предварительного преобразования нет, а информация передаётся в исходном формате, по цифровым каналам, то это заведомо и очевидно лучше для сохранения качественных характеристик. :)

Существует два способа хранения и передачи любой информации. Аналоговый (то, что мы слышим, видим в реале) и цифровой (на носителях (флешки, жесткие диски)). Чтобы человек мог воспринимать эту информацию (слушать музыку), цифровая информация переводится в аналоговую с помощью ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь (есть в компьютере или подключается снаружи)) и может подаваться на акустические системы. В цифровом виде информация не пригодна для восприятия человека. Для передачи цифровой информации и служат эти два разъёма.