Рига: -9.6°С
Новый механизм защиты для экзопланет
Исследователи из Рочестерского университета (США) выдвинули убедительную гипотезу о том, как экзопланеты класса суперземля могут сохранять потенциально обитаемые условия, несмотря на агрессивное космическое излучение. Ключевую роль в этом может играть не только ядро, как на нашей планете, но и обширные, глубоко расположенные слои расплавленной породы — так называемые базальные океаны магмы (БОМ).
Магнитное поле, жизненно необходимое для защиты атмосферы и поверхности от губительного излучения звезды и межзвездного пространства, на Земле генерируется движением жидкого железа во внешнем ядре — процесс, известный как геодинамо. Однако для более массивных каменистых миров, к которым относятся суперземли, этот механизм может быть неэффективен из-за особенностей строения их ядер — они могут быть полностью твердыми или, наоборот, слишком жидкими для запуска стабильного динамо.
Базальный магматический океан как альтернатива
Ученые, в частности команда под руководством Мики Накадзимы, предложили альтернативный источник планетарного магнетизма. Этот источник — БОМ, слой расплавленной породы, расположенный глубоко в мантии, прямо над ядром планеты. Суперземли, чья масса превышает земную в 3–6 раз, испытывают колоссальное внутреннее давление, что может способствовать сохранению этого магматического слоя на протяжении миллиардов лет.
Чтобы проверить свою теорию, специалисты Рочестерского университета провели комплексные исследования. Они задействовали эксперименты с использованием лазерного удара в Лаборатории лазерной энергетики, а также применили квантово-механические симуляции и модели эволюции планет для воссоздания экстремальных условий недр.
Электропроводность под давлением
Ключевым открытием стало то, что при давлениях, характерных для БОМ суперземель, расплавленная порода (например, оксиды магния и железа) становится электропроводной. Эта электропроводность, как выяснилось, достаточна для поддержания мощного магнитного поля через динамо-эффект, движимый конвективными потоками самой магмы.
По оценкам исследователей, на планетах, которые в три–шесть раз массивнее Земли, такой магматический механизм способен генерировать поля, которые могут быть сильнее земного и сохраняться на протяжении миллиардов лет.
Такая долговечная и мощная защита от звездного ветра и космической радиации значительно повышает шансы на сохранение атмосферы и, следовательно, на обитаемость таких миров.
Суперземли: самый распространенный тип планет
Суперземли представляют собой каменистые экзопланеты, которые крупнее нашей планеты, но меньше газовых гигантов, вроде Нептуна. Интересно, что именно суперземли на сегодняшний день являются самым распространенным типом экзопланет, обнаруженных в нашей галактике, хотя в пределах Солнечной системы они отсутствуют. Многие из этих миров вращаются в так называемых обитаемых зонах своих звезд, где теоретически возможно существование жидкой воды на поверхности.
Перспективы для астробиологии
Результаты исследования, опубликованные в авторитетном журнале Nature Astronomy, открывают новые перспективы для астробиологии. Если ранее отсутствие традиционного геодинамо на суперземлях служило аргументом против их обитаемости, то теперь наличие стабильного магнитного поля, генерируемого БОМ, делает эти миры более перспективными кандидатами для поиска жизни. Это открытие заставляет ученых пересмотреть критерии отбора потенциально обитаемых планет за пределами нашей Солнечной системы.
Следите за новостями на других платформах: