Учёные из Рочестерского университета (США) обнаружили, что океаны магмы, расположенные в мантии экзопланет класса суперземля, могут быть источником мощных магнитных полей, защищающих планеты от опасного космического излучения.

Магнитное поле Земли генерируется движением жидкого железа во внешнем ядре — процесс, известный как геодинамо. Однако, более крупные каменистые планеты, такие как суперземли, могут иметь твёрдые или полностью жидкие ядра, не способные создавать магнитные поля таким же образом. Авторы работы предложили альтернативный механизм: глубокий слой расплавленной породы, так называемый базальный океан магмы (БОМ).

Суперземли — это экзопланеты, превосходящие Землю по размерам, но уступающие ледяным гигантам, таким как Нептун. Считается, что они, как и Земля, состоят в основном из каменистых пород и имеют твёрдую поверхность. Суперземли — самый распространённый тип экзопланет в нашей галактике, хотя в Солнечной системе они отсутствуют. Многие из них вращаются в обитаемых зонах своих звёзд, где возможно существование жидкой воды.

Иллюстрация: University of Rochester Laboratory for Laser Energetics / Michael Franchot

Чтобы воссоздать экстремальные условия, существующие внутри суперземель, учёные провели эксперименты с лазерным ударом в Лаборатории лазерной энергетики Рочестерского университета, а также использовали квантово-механические симуляции и модели эволюции планет. Они изучали поведение расплавленной породы при давлениях, характерных для БОМ.

Исследователи обнаружили, что при таких высоких давлениях расплавленная порода в глубокой мантии становится электропроводной, что достаточно для поддержания мощного магнитного поля в течение миллиардов лет. Это означает, что на суперземлях, масса которых в 3–6 раз превышает массу Земли, геодинамо в БОМ, приводимое в движение движением расплавленной породы, может генерировать более сильные и долговечные магнитные поля, чем те, что создаются ядром Земли. Это, в свою очередь, может создавать условия для существования жизни.