Niedawne badania sugerują, że wiele „super-Ziemi” – egzoplanet większych od Ziemi, ale mniejszych od Neptuna – może mieć wbudowaną ochronę przed szkodliwym promieniowaniem: pole magnetyczne generowane nie przez ich jądro, ale przez stopioną skałę pomiędzy jądrem a płaszczem. Odkrycie to znacznie zwiększa szanse na istnienie życia na tych planetach, które są najpowszechniejszym typem planet w zamieszkałych strefach Drogi Mlecznej.
Dlaczego pola magnetyczne są ważne dla życia
Silne pole magnetyczne ma kluczowe znaczenie dla życia, ponieważ chroni atmosferę planety przed wiatrem gwiazdowym, a jej powierzchnię przed niebezpiecznym promieniowaniem kosmicznym. Bez tej ochrony nawet planety w „złotej strefie” (gdzie może istnieć woda w stanie ciekłym) mogą mieć trudności z utrzymaniem warunków odpowiednich do życia. Zdolność superziemi do generowania silnych pól magnetycznych może uczynić je znacznie bardziej nadającymi się do zamieszkania, niż wcześniej sądzono.
Nieoczekiwane dynamo
Tradycyjnie uważa się, że planetarne pola magnetyczne powstają w wyniku ruchu stopionego metalu w jądrze planety, podobnie jak na Ziemi. Jednak większym planetom skalistym (super-Ziemiom) często brakuje wewnętrznej struktury niezbędnej do skutecznego działania tego „dynama nuklearnego”. Nowe badania proponują alternatywny mechanizm: „ocean magmy podstawowej” (BOM).
Ten BOM to warstwa stopionej skały pomiędzy jądrem a płaszczem. Powstaje w wyniku intensywnych uderzeń podczas formowania się planet, koncentrując na głębokości stopioną masę zawierającą żelazo. W przeciwieństwie do wczesnych oceanów magmy na Ziemi, które szybko się ochładzały, wyższe ciśnienie wewnętrzne superziemi może utrzymać te BOM przez miliardy lat, generując potężne pola magnetyczne.
Dowody eksperymentalne
Naukowcy przetestowali tę teorię, poddając materiały skałotwórcze ekstremalnemu ciśnieniu imitującemu warunki panujące wewnątrz masywnych egzoplanet. Wyniki potwierdziły, że w tych warunkach magma zawierająca żelazo staje się przewodząca i zdolna do podtrzymywania długotrwałego dynama. Planety od trzech do sześciu razy masywniejsze od Ziemi mogą wytwarzać pola magnetyczne porównywalne lub nawet większe od nich.
Implikacje dla możliwości zamieszkania na egzoplanetach
Odkrycie to podważa założenie, że egzoplanety powinny podążać za wzorcem wytwarzania ziemskiego pola magnetycznego. Sugeruje to, że superziemie mogą mieć naturalną przewagę w utrzymywaniu warunków mieszkalnych przez długie okresy czasu. Chociaż wykrywanie egzoplanetarnych pól magnetycznych pozostaje wyzwaniem, przyszłe obserwacje mogą potwierdzić obecność tych dynamów napędzanych przez BOM.
To badanie oferuje nową, obiecującą perspektywę dotyczącą możliwości zamieszkania na superziemiach, sugerując, że światy te mogą być nie tylko powszechne, ale także mogą utrzymywać życie przez miliardy lat.
