Екзопланетите от типа „супер-Земя“ – скалисти светове, по-големи от Земята, но по-малки от Нептун – може да разполагат с естествена защита срещу космическата радиация, която значително повишава шансовете им да бъдат обитаеми. Ново изследване показва, че тези планети могат да генерират мощни магнитни полета не само от ядрата си, а и от дълбоки слоеве разтопена магма – механизъм, който досега не беше разглеждан като водещ, съобщава Space.com.

Супер-Земите са сред най-често откриваните екзопланети в Млечния път. Много от тях се намират в т.нар. обитаема зона около звездите си – регион, в който температурите позволяват наличието на течна вода. Именно затова учените все по-често се питат дали тези светове могат да поддържат стабилни, благоприятни за живота условия в продължение на милиарди години.

Магнитното поле – ключов фактор за живот

Магнитните полета играят решаваща роля за обитаемостта на една планета. Те предпазват атмосферата от „издухване“ от звездния вятър и защитават повърхността от вредна космическа и звездната радиация. Без такава защита дори планети, разположени в идеалната обитаема зона, могат бързо да загубят условията, необходими за живот.

„Силното магнитно поле е изключително важно за живота на една планета“, обяснява ръководителят на изследването Мики Накаджима, доцент в Университета на Рочестър. По думите ѝ супер-Земите могат да създават магнитни динама както в ядрото си, така и в разтопените си магмени слоеве – комбинация, която значително увеличава техния потенциал за обитаемост.

Как се различават супер-Земите от Земята

Магнитното поле на Земята съществува вече над 3 милиарда години и се генерира от движението на течен желязо-никелов слой във външното ядро. Този процес е поддържан от топлината и химичните процеси около твърдото вътрешно ядро.

При по-големите скалисти планети обаче структурата на вътрешността може да е коренно различна. Учените смятат, че ядрата на супер-Земите често са или изцяло твърди, или изцяло течни – състояния, които затрудняват работата на класическото „земно“ динамо.

Базален магмен океан – алтернативният двигател

Новото изследване предлага решение чрез механизъм, наречен базален магмен океан – слой от разтопена скала, разположен между ядрото и мантията на планетата. Подобни слоеве се образуват в ранната история на планетите, когато масивни сблъсъци създават глобални магмени океани, които с времето частично кристализират и концентрират богата на желязо разтопена материя в дълбочина.

При Земята подобен слой вероятно е съществувал след удара, довел до образуването на Луната, но се е втвърдил след около един милиард години. При супер-Земите обаче по-високото налягане и по-голямата маса могат да позволят тези магмени океани да се задържат много по-дълго – дори милиарди години.

За да проверят дали подобни магмени слоеве могат да генерират магнитно поле, учените провеждат шокови експерименти, при които компресират скални материали до налягания, характерни за вътрешността на планети с маса няколко пъти по-голяма от земната. Резултатите показват, че при такива екстремни условия богатата на желязо магма става електропроводима – ключово изискване за образуване на магнитно поле.

Комбинирайки тези данни с планетарни модели, екипът стига до извода, че супер-Земи с маса между три и шест пъти по-голяма от тази на Земята могат да поддържат магнитни полета, задвижвани от базален магмен океан, в продължение на милиарди години. В някои случаи тези полета биха могли дори да бъдат по-силни от земното, отбелязва Space.com.

Откритието решава дългогодишен въпрос за това как супер-Земите биха могли да запазят магнитната си защита въпреки различната си вътрешна структура. Според експерти, които не участват в изследването, това показва, че екзопланетите не са задължени да следват „соларния модел“, познат от нашата Слънчева система.

Макар директното откриване на магнитни полета около екзопланети все още да е изключително трудно, бъдещи наблюдения може да успеят да засекат индиректни признаци за такива мощни магмено задвижвани динама. Ако това се потвърди, списъкът с потенциално обитаеми светове в галактиката може да се окаже значително по-дълъг, отколкото се смяташе досега.