Обходной путь природы: где рождаются магнитные щиты огромных планет

Суперземли давно считаются одними из самых перспективных миров за пределами Солнечной системы. Эти планеты больше Земли, но меньше газовых гигантов, и многие из них находятся в зоне, где теоретически может существовать жидкая вода. Однако у ученых оставался важный вопрос: способны ли такие миры иметь магнитное поле, защищающее возможную жизнь. Новое исследование предлагает неожиданное объяснение того, как суперземли могут создавать мощные магнитные щиты. Об этом сообщает журнал Nature Astronomy.

Почему магнитное поле так важно

Магнитное поле играет роль своеобразного щита, который защищает атмосферу и поверхность планеты от разрушительного воздействия звездного ветра и космического излучения. На Земле оно возникает благодаря железному внешнему ядру, работающему как гигантский динамо-генератор.

Но у суперземель масса значительно больше. Давление в их недрах настолько огромно, что железное ядро может стать твердым, "замороженным", а значит, привычный механизм генерации магнитного поля перестает работать. Поэтому долгое время считалось, что многие такие планеты могут быть магнитно "мертвыми", даже если речь идет о планете потенциально пригодной для жизни.

Неожиданный источник поля — магма

Ученые под руководством Мики Накадзимы из Рочестерского университета предположили, что природа могла найти обходной путь. Они задумались: может ли магнитное поле рождаться не в ядре, а в расплавленной мантии, то есть в магме.

Главное заключается в том, что магнитная активность может быть связана не только с железом, но и с экстремальными условиями внутри планет.

Камень, который стал металлом

Чтобы проверить гипотезу, команда провела эксперимент с оксидом магния — одним из самых распространенных минералов планет. С помощью мощных лазеров образцы подвергли давлению до 1400 гигапаскалей, что в миллионы раз превышает давление на уровне моря.

Результат оказался неожиданным: электроны в минерале начали свободно перемещаться, и камень приобрел свойства металла. Это означает, что даже магма без большого содержания железа может проводить электричество и поддерживать работу динамо-механизма.

Магнитные щиты в десять раз мощнее земного

Модели, созданные исследователями, показывают, что магматическое динамо на суперземлях способно быть значительно сильнее, чем земное поле. По расчетам, оно может превосходить традиционный "железный" механизм примерно в десять раз.

Это меняет представление о том, какие планеты можно считать потенциально обитаемыми. Оказывается, миры с массой в три-шесть раз больше земной вполне могут обладать мощной защитой, особенно если учитывать, как формируются самые распространённые во Вселенной планеты.

Взгляд в прошлое Земли

Эта гипотеза помогает иначе взглянуть и на раннюю историю нашей планеты. Молодая Земля, вероятно, была расплавленным шаром и еще не имела твердого внутреннего ядра. Тогда возникает вопрос: как появилось магнитное поле, защищавшее первые формы жизни?

Возможно, оно также питалось магматическим океаном в глубинах. Сейчас команда Накадзимы уже планирует эксперименты при более низких давлениях, которые соответствовали условиям внутри молодой Земли.

Пока это лишь теория, и прямых наблюдений магнитных полей суперземель еще нет. Однако будущие телескопы могут вскоре зафиксировать такие сигналы. Это станет важным шагом к пониманию того, насколько разнообразными могут быть "защищенные" миры во Вселенной.