Skryté oceány magmatu by mohly chránit mimozemský život

Hluboké vrstvy roztavené horniny uvnitř některých exoplanet typu superzemě by mohly generovat silná magnetická pole – potenciálně silnější než pozemské – a pomáhat chránit tyto planety před škodlivým zářením. Hluboko uvnitř masivních skalnatých exoplanet mohou skryté oceány roztavené horniny generovat silná magnetická pole neočekávaným způsobem.

Hluboko pod povrchem vzdálených skalnatých exoplanet známých jako superzemě mohou hrát pozoruhodnou roli rozsáhlé vrstvy roztavené horniny. Tyto skryté rezervoáry by mohly generovat magnetická pole dostatečně silná, aby chránila celé planety před kosmickým zářením a dalšími vysokoenergetickými částicemi.

Na Zemi vzniká magnetické pole pohybem tekutého železného vnějšího jádra planety, což je proces zvaný dynamo, ale větší skalnaté planety nemusí fungovat stejným způsobem. Některé superzemě by mohly mít jádra, která jsou buď pevná, nebo zcela kapalná, což omezuje jejich schopnost produkovat magnetická pole tímto známým mechanismem.

V článku publikovaném v časopise Nature Astronomy popisují vědci z University of Rochester, včetně Miki Nakajimy, docentky na katedře věd o Zemi a životním prostředí, jiný zdroj. Poukazují na hlubokou vrstvu roztavené horniny známou jako bazální magmatický oceán (BMO – basal magma ocean). Tato myšlenka by mohla změnit způsob, jakým vědci chápou nitro planet, a mohla by ovlivnit jejich hodnocení toho, zda vzdálené světy mohou podporovat život.

„Silné magnetické pole je pro život na planetě velmi důležité,“ říká Miki Nakajima. „Většina terestrických planet ve Sluneční soustavě, jako je Venuše a Mars, je nemá, protože jejich jádra nemají vhodné fyzikální podmínky pro generování magnetického pole. Superzemě však mohou ve svém jádru a/nebo magmatu vytvářet dynama, což může zvýšit jejich planetární obyvatelnost.“

Co je superzemě?
Superzemě jsou planety větší než Země, ale menší než ledoví obři jako Neptun. Předpokládá se, že jsou většinou skalnaté, s pevným povrchem namísto silných plynných obalů, jako jsou ty, které obklopují Jupiter nebo Saturn. Ačkoliv jsou nejčastěji detekovaným typem exoplanet v naší Galaxii, v naší vlastní Sluneční soustavě žádná neexistuje. Termín „superzemě“ označuje pouze jejich velikost a hmotnost, nikoliv to, jak moc se Zemi podobají v jiných ohledech.

Protože jsou superzemě tak běžné, poskytují cenný vhled do toho, jak se planety formují a mění v průběhu času. Mnohé z nich obíhají v obyvatelných zónách kolem svých hvězd, kde by na jejich povrchu mohla existovat kapalná voda. Zkoumáním jejich struktury, atmosfér a magnetických polí vědci shromažďují informace o tom, jak se planetární systémy vyvíjejí a kde by mohly vzniknout podmínky příznivé pro život.

Simulace superzemí na Zemi
Vědci se domnívají, že Země mohla mít na začátku své historie také bazální magmatický oceán. Tato vrstva roztavené nebo částečně roztavené horniny na základně pláště může ovlivňovat magnetické pole planety, vnitřní tok tepla a chemický vývoj. Vzhledem k tomu, že superzemě jsou větší a zažívají mnohem větší vnitřní tlak, je pravděpodobnější, že si tyto roztavené vrstvy udrží po dlouhou dobu, což činí BMO klíčové pro pochopení jejich vnitřní dynamiky a potenciální obyvatelnosti.

Aby Nakajima a její tým studoval tyto extrémní podmínky, provedl experimenty s laserovými šoky v Laboratoři pro laserovou energetiku University of Rochester. Tyto experimenty zkombinovali s kvantově mechanickými simulacemi a modely planetární evoluce, přičemž se zaměřili na to, jak se roztavená hornina chová pod tlakem podobným tlaku uvnitř BMO.

Jejich výsledky ukazují, že při tak vysokých tlacích se roztavená hornina hluboko v plášti planety může stát dostatečně elektricky vodivou, aby udržela magnetické pole po miliardy let. Toto zjištění naznačuje, že superzemě, které jsou více než třikrát až šestkrát větší než Země, by mohly generovat silná a dlouhotrvající magnetická pole prostřednictvím dynam poháněných magmatem. Tato pole mohou být ještě silnější a trvalejší než magnetické pole Země, což zvyšuje pravděpodobnost, že by takové planety mohly podporovat život.

„Tato práce byla vzrušující a náročná vzhledem k tomu, že se primárně zabývám výpočetní technikou a toto byla moje první experimentální práce,“ říká Nakajima. „Jsem velmi vděčná za podporu mých spolupracovníků z různých výzkumných oborů při provádění této interdisciplinární práce. Nemůžu se dočkat budoucích pozorování magnetického pole exoplanet, která ověří naši hypotézu.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/hidden-oceans-of-magma-could-be-protecting-alien-life/

autor: František Martinek