Исследование выявило, что магматические океаны, находящиеся глубоко под поверхностью суперземель, могут создавать мощное магнитное поле, которое защищает экзопланеты от вредного космического излучения.
Глубоко под поверхностью так называемых суперземель — каменистых экзопланет, которые более массивны, чем Земля, но менее массивны, чем газовые гиганты — могут находиться обширные океаны расплавленного материала, способные создавать мощные магнитные поля и защищать планеты от негативного воздействия излучения их родительских звезд и дальнего космоса. Эта гипотеза представлена в новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy учеными из Университета Рочестера (США).
В отличие от Земли, где магнитное поле возникает благодаря движению жидкого железа во внешнем ядре, на более крупных каменистых планетах традиционный «динамо-эффект» может быть слишком слабым. Ядра таких планет могут быть полностью твердыми или слишком горячими. В такой ситуации важную роль может играть глубокий слой расплавленного материала, в первую очередь оксидов железа и магния, у основания мантии — так называемый базальный магматический океан (БМО).
Команда под руководством Мики Накаджимы провела серию экспериментов при сверхвысоком давлении и температуре, используя лазерные ударные волны и квантово-механические модели, чтобы воспроизвести условия в недрах суперземель. Исследователи установили, что расплавленный материал при экстремальных давлениях становится проводником тока, что позволяет ему долгое время сохранять вокруг себя магнитное поле. Это поле может быть значительно сильнее земного и сохраняться миллиарды лет.
Значение открытия
Магнитное поле выступает в роли защитного щита от заряженных частиц, способных разрушать атмосферу планеты и негативно воздействовать на потенциальные формы жизни. Если БМО действительно генерирует мощное поле, такие экзопланеты могут сохранять атмосферу и благоприятные условия на поверхности — даже без классической «динамо-машины» в ядре.
Суперземли — наиболее распространенный тип экзопланет во Вселенной, хотя в Солнечной системе подобных нет. Многие из них располагаются в так называемой зоне обитаемости, где температура позволяет существовать жидкой воде. Понимание физических процессов в их недрах является ключом к оценке их потенциала для жизни.
Астрономы с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» обнаружили признаки плотной атмосферы над глобальным магматическим океаном на горячей суперземле TOI-561 b, что подтверждает сложные взаимодействия между расплавленной поверхностью и атмосферой на подобных мирах. Хотя вопрос об обитаемости этой планеты остается открытым, сам факт соединения двух стихий дает много поводов для размышлений.
В научных моделях предполагается, что внутренние океаны расплавленного материала могут играть роль в удержании воды под поверхностью планет и оказывать влияние на их климат на протяжении длительных временных периодов.
Данная теория — дополнительный аргумент для уточнения критериев потенциальной «зоны Златовласки» для твердых экзопланет.
Фото: hi-tech.mail.ru
