Planety ziemskie wokół małych gwiazd mają pole magnetyczne

1-exoplanet

Skaliste planety typu ziemskiego orbitujące wokół małych gwiazd najprawdopodobniej posiadają pole magnetyczne chroniące je przed promieniowaniem słonecznym i pomagające utrzymać warunki na powierzchni, które mogą sprzyjać życiu – do takich wniosków doszli astronomowie z University of Washington.

Pole magnetyczne planety emanuje z jego jądra i odchyla naładowane cząsteczki wiatru gwiezdnego chroniąc atmosferę przed jej wywianiem w przestrzeń kosmiczną. Pola magnetyczne, które są skutkiem ochładzania wnętrza planety mogą także chronić życie na powierzchni planety przed szkodliwym promieniowaniem dokładnie tak jak ma to miejsce na Ziemi.

Gwiazdy o niewielkiej masie stanowią większość gwiazd we Wszechświecie. Planety krążące wokół takich gwiazd są łatwiejsze do badania bowiem podczas tranzytu (przejścia na tle tarczy gwiazdy macierzystej) blokują większą ilość światła gwiazdy niż gdyby przechodziły na tle tarczy masywnej gwiazdy. Jednak z uwagi na fakt, że te gwiazdy są małe i spokojne, ekostrefa wokół nich leży stosunkowo blisko gwiazdy.

Planeta znajdująca się tak blisko swojej gwiazdy wystawiona jest na silne przyciąganie grawitacyjne, które może zsynchronizować jej obrót tak, że jedna strona planety będzie stale zwrócona w stronę gwiazdy (tak jak w układzie Ziemia-Księżyc). To samo przyciąganie grawitacyjne ze strony gwiazdy jest źródłem ciepła we wnętrzu planety – tzw. ogrzewanie pływowe. Ogrzewanie pływowe napędza także najbardziej aktywny wulkanicznie obiekt Układu Słonecznego – Io – księżyc Jowisza.

W artykule opublikowanym 22 września w czasopiśmie Astrobiology Peter Driscoll spróbował określić rozwój takich planet w czasie: „To na czym się skupiłem to kwestia tego czy wokół tych małych gwiazd, gdzie będziemy poszukiwać planet, czy planety zostaną zgrillowane przez oddziaływanie grawitacyjne.” Oprócz tego Driscoll chciał zbadać długofalowy wpływ ogrzewania pływowego na pole magnetyczne.

Badania łączyły modele oddziaływań orbitalnych oraz ogrzewania stworzone przez Rory Barnes, prof. astronomii, z modelami ewolucji termicznej wnętrz planetarnych stworzonymi przez Driscolla, który aktualnie jest geofizykiem w Carnegie Institution for Science (Waszyngton).

Ich symulacje uwzględniały zakres mas od 1 masy Słońca do jednej dziesiątej części tej masy. Łącząc oba modele można było według Barnesa „stworzyć bardziej realistyczny obraz aktywności wnętrza tych planet.”

Barnes także zaznacza, że w środowisku astronomicznym istnieje ogólne przekonanie, że planety o obrocie synchronicznym najprawdopodobniej nie mają ochronnego pola magnetycznego „i tym samym są na łasce swojej gwiazdy.” Badania Barnesa wskazują, że jednak to założenie jest fałszywe.

Nie dość, że ogrzewanie pływowe nie wpływa negatywnie na pole magnetyczne planety, to dodatkowe może mu pomóc, a tym samym wspomagać powstawanie stref do rozwoju życia.

Dzieje się tak ponieważ im więcej ogrzewania pływowego doświadcza płaszcz planety, tym skuteczniej rozprasza to ciepło ochładzając tym samym jądro co prowadzi do powstania pola magnetycznego.

Barnes twierdzi, że w symulacjach komputerowych udało się stworzyć pola magnetyczne, które utrzymywały się przez cały czas życia planet. „Ucieszyło mnie, że ogrzewanie pływowe może de facto ocalić planetę wspomagając chłodzenie jej jądra. To podstawowy sposób powstawania pól magnetycznych.”

Biorąc pod uwagę fakt, że małe lub małomasywne gwiazdy są szczególnie aktywne na początkowych etapach swojego życia – pierwsze kilka miliardów lat – „magnetyczne pole może istnieć dokładnie wtedy gdy życie potrzebuje go najbardziej.”

Źródło: phys.org

Więcej informacji:

http://online.liebertpub.com/doi/10.1089/ast.2015.1325

Komentarze

comments