Кожна зоря в Галактиці — це джерело не тільки тепла і світла, які необхідні життю на планеті, що обертається навколо неї, але й згубної радіації. Зазвичай від неї захищає магнітне поле, і воно пов’язане з океанами лави у глибинах планети.
Магматичні океани, що утворюють магнітні поля
Глибоко під поверхнею далеких екзопланет, відомих як суперземлі, океани розплавленої породи можуть робити щось надзвичайне: генерувати магнітні поля, достатньо сильні, щоб захистити цілі планети від небезпечного космічного випромінювання та інших шкідливих високоенергетичних частинок.
Магнітне поле Землі генерується за рахунок руху в її рідкому залізному зовнішньому ядрі — процесу, відомого як динамо. Але більші кам’янисті світи, такі як суперземлі, можуть мати твердий або повністю рідкий шар ядра, який не здатен виробляти магнітні поля таким же способом.
У статті, опублікованій у журналі Nature Astronomy, дослідники з Університету Рочестера, серед яких Мікі Накадзіма, асоційований професор кафедри наук про Землю та довкілля, повідомляють про альтернативне джерело: глибокий шар розплавленої породи, який називається базальтовим магматичним океаном (БМО). Ці результати можуть змінити уявлення науковців про внутрішню будову планет і мають наслідки для придатності планет для життя поза нашою Сонячною системою.
Науковці вважають, що сильне магнітне поле дуже важливе для можливості життя на планеті. Більшість планет земної групи (такі, як Венера і Марс) його не мають, оскільки їхні ядра не мають відповідних фізичних умов для виникнення магнітного поля. Натомість суперземлі можуть виробляти динамо у своєму ядрі та/або магмі, що може підвищити їхню планетарну придатність для життя.
Характеристика суперземель
Суперземлі більші за Землю, але менші за крижаних гігантів, таких як Нептун. Науковці вважають, що вони в основному кам’янисті, як Земля, з твердою поверхнею, а не шарами газу, як у Юпітера або Сатурна. Суперземлі є найпоширенішим класом екзопланет, виявлених у нашій Галактиці, але вони дивним чином відсутні в Сонячній системі. Попри свою назву, «суперземля» означає лише розмір і масу, а не те, чи подібні ці планети до Землі іншими аспектами.
Через те, що суперземлі зустрічаються так часто, вони дають важливу можливість зрозуміти, як формуються та еволюціонують планети. Багато суперземель обертаються в так званій зоні населеності своїх зір, де могла б існувати рідка вода. Досліджуючи їхній склад, атмосферу та магнітні поля, науковці отримують підказки про походження планетних систем і ознаки умов, які можуть дозволити розвитку життя в інших місцях.
Дослідження властивостей базальтового магматичного океану
Науковці вважають, що незабаром після формування Земля, ймовірно, мала БМО. Цей шар частково або повністю розплавленої породи біля основи мантії планети міг впливати на її магнітне поле, теплоперенесення та хімічну еволюцію. Оскільки суперземлі більші за Землю й зазнають значно вищих внутрішніх тисків, у них, імовірно, формуються довготривалі БМО. Це робить БМО ключовим чинником для розуміння внутрішньої будови, магнітних полів і потенційної придатності до життя суперземель.
Щоб відтворити екстремальні тиски всередині суперземель, Накадзіма та її колеги провели лазерні шокові експерименти в Лабораторії лазерної енергетики Університету Рочестера, поєднавши їх із квантово-механічними симуляціями та моделями еволюції планет. Вони зосередилися на дослідженні розплавленої породи в умовах, подібних до очікуваних у БMO.
Дослідники виявили, що під такими величезними тисками розплавлена порода глибокої мантії стає електропровідною — настільки, щоб підтримувати потужне магнітне поле впродовж мільярдів років. Це свідчить про те, що на суперземлях, які перевищують розмір Землі в три — шість разів, динамо БMO, що працює завдяки руху розплавленої породи, може генерувати сильніші та довговічніші магнітні поля, ніж ті, що утворюються в ядрі Землі, потенційно створюючи придатні для життя умови по всій Галактиці.
За матеріалами phys.org
