Nova študija raziskovalcev z Univerze v Rochesterju kaže, da bi lahko nekateri skalnati eksoplaneti, znani kot superZemlje, imeli močna magnetna polja, ki ne izvirajo iz kovinskih jeder, temveč iz globokih plasti staljene kamnine v plašču. Po ugotovitvah raziskave bi takšna magnetna polja lahko učinkovito ščitila planete pred kozmičnim sevanjem in visokoenergijskimi delci, kar bi povečalo možnosti za bivalne razmere.
Rezultati so objavljeni v znanstveni reviji Nature Astronomy. Raziskavo je vodila skupina z oddelka za znanosti o Zemlji in okolju na Univerzi v Rochesterju, med avtorji pa je tudi izredna profesorica Miki Nakajima.
Na Zemlji magnetno polje nastaja v tekočem zunanjem jedru iz železa, kjer gibanje prevodne tekočine ustvarja t. i. geodinamo. Pri večjih skalnatih planetih pa jedra niso nujno v enakem stanju, zato klasični mehanizem nastanka magnetnega polja morda ne deluje.
Bazalni ocean magme kot vir magnetnega polja
Raziskovalci so se osredotočili na pojav, imenovan bazalni ocean magme (BMO), plast delno ali popolnoma staljene kamnine na dnu planetarnega plašča. Takšne plasti so po navedbah avtorjev verjetno obstajale tudi na zgodnji Zemlji, pri večjih planetih pa bi se lahko ohranile bistveno dlje.
„Močno magnetno polje je zelo pomembno za življenje na planetu,“ je po navedbah univerze poudarila Nakajima. „Večina zemeljskih planetov v našem Osončju ga nima, ker njihova jedra nimajo ustreznih fizikalnih pogojev, vendar bi lahko superZemlje proizvajale dinamo v jedru in ali v magmi, kar bi povečalo njihovo bivalnost.“
Po ugotovitvah študije lahko staljena kamnina pod izjemno visokimi tlaki postane električno prevodna, kar omogoča nastanek magnetnega polja, podobno kot v kovinskih tekočinah v planetarnih jedrih.
Poskusi z laserskimi udarci in računalniški modeli
Da bi poustvarili razmere v notranjosti superZemelj, so raziskovalci v Laboratoriju za lasersko energetiko Univerze v Rochesterju izvedli poskuse z laserskimi udarci, s katerimi so ustvarili ekstremne pritiske in temperature v vzorcih staljene kamnine. Te poskuse so združili z računalniškimi simulacijami na osnovi kvantne mehanike in modeli dolgoročne planetarne evolucije.
Po navedbah raziskovalcev so ugotovili, da staljena kamnina v razmerah, ki so značilne za globoke plasti velikih skalnatih planetov, doseže dovolj visoko električno prevodnost, da lahko vzdržuje magnetno polje tudi več milijard let.
Modeli kažejo, da bi se takšen mehanizem lahko pojavil na planetih, ki so približno 3- do 6-krat masivnejši od Zemlje. V teh primerih bi dinamo v bazalnem oceanu magme lahko ustvaril celo močnejša in stabilnejša magnetna polja kot tista, ki jih ustvarja Zemljino jedro.
Pomen za iskanje bivalnih svetov
SuperZemlje so najpogostejši razred eksoplanetov v Rimski cesti, številne med njimi pa krožijo v območjih okoli svojih zvezd, kjer bi lahko obstajala tekoča voda. Po navedbah raziskovalcev je magnetno polje ključen dejavnik za dolgoročno ohranjanje atmosfere in zaščito površja pred sevanjem, zato ima neposreden vpliv na možnost razvoja in ohranitve življenja.
„To delo je bilo zahtevno, saj je vključevalo tudi eksperimentalni del, kar zame ni običajno,“ je še dejala Nakajima. „V prihodnosti bodo opazovanja magnetnih polj eksoplanetov ključna za preverjanje naše hipoteze.“
Avtorji poudarjajo, da bi nova spoznanja lahko spremenila razumevanje notranje zgradbe velikih skalnatih planetov in razširila nabor pogojev, pod katerimi so mogoči dolgotrajno stabilni in potencialno bivalni svetovi zunaj Osončja.
