Магнитное поле планеты исходит из ее ядра и, как считается, отклоняет заряженные частицы звездного ветра, защищая атмосферу от потери в космос. Магнитные поля, возникающие в результате охлаждения внутренней части планеты, также могут защитить жизнь на поверхности от вредного излучения, поскольку магнитное поле Земли защищает нас.
Звезды с малой массой – одни из самых распространенных во Вселенной.
Планеты, вращающиеся рядом с такими звездами, легче найти для изучения астрономами, потому что, когда они проходят или проходят перед своей звездой-хозяином, они блокируют большую часть света, чем если бы они проходили мимо более массивной звезды. Но поскольку такая звезда маленькая и тусклая, ее обитаемая зона – где вращающаяся по орбите планета получает тепло, необходимое для поддержания благоприятной для жизни жидкой воды на поверхности – также находится относительно близко к ней.
А планета, расположенная так близко к своей звезде, подвержена мощному гравитационному притяжению звезды, которое может привести к тому, что она окажется приливной блокировкой, причем одна и та же сторона всегда будет обращена к своей звезде-хозяину, как Луна с Землей. Тот же самый гравитационный буксир со стороны звезды также создает приливное тепло внутри планеты или приливное нагревание.
Приливный нагрев ответственен за движение самого вулканически активного тела в нашей солнечной системе, спутника Юпитера Ио.
В статье, опубликованной сент.
22 в журнале Astrobiology ведущий автор Питер Дрисколл попытался определить судьбу таких миров во времени: «Я хотел задать вопрос: будут ли эти планеты вокруг этих маленьких звезд, где люди будут искать планеты? жареный гравитационными приливами?"Ему также было интересно узнать о влиянии приливного нагрева на магнитные поля в течение длительных периодов времени.
В исследовании объединились модели орбитального взаимодействия и нагрева, разработанные доцентом астрономии Рори Барнсом, с моделями тепловой эволюции внутренних планет, выполненными Дрисколлом, который начал эту работу в качестве постдокторанта UW, а сейчас работает геофизиком в Научном институте Карнеги. в Вашингтоне, D.C.
Их моделирование варьировалось от одной звездной массы – звезд размером с наше Солнце – до одной десятой этого размера. По словам Барнса, объединив свои модели, они смогли «получить более реалистичную картину того, что происходит внутри этих планет."
Барнс сказал, что в астрономическом сообществе существует общее мнение, что планеты, заблокированные приливом, вряд ли будут иметь защитные магнитные поля "и, следовательно, полностью зависят от своей звезды."Это исследование предполагает, что это предположение неверно.
Приливный нагрев не только не наносит вред магнитному полю планеты, но и может помочь ему в этом – и, таким образом, также способствует появлению возможности для жизни.
Это связано с несколько парадоксальным фактом, что чем больше приливного нагрева испытывает планетная мантия, тем лучше она рассеивает свое тепло, тем самым охлаждая ядро, что, в свою очередь, помогает создавать магнитное поле.
Барнс сказал, что в компьютерном моделировании они могли генерировать магнитные поля на протяжении жизни этих планет, в большинстве случаев. "Я был взволнован, увидев, что приливное нагревание действительно может спасти планету в том смысле, что оно позволяет охлаждать ядро. Это основной способ формирования магнитных полей."
А поскольку маленькие или маломассивные звезды особенно активны в начале своей жизни – в течение первых нескольких миллиардов лет или около того, – «магнитные поля могут существовать именно тогда, когда они больше всего нужны жизни."
Дрисколл и Барнс также обнаружили с помощью орбитальных расчетов, что процесс приливного нагрева является более экстремальным для планет в обитаемой зоне вокруг очень маленьких звезд или тех, которые меньше половины массы Солнца.
Для планет, находящихся на эксцентрических или некруглых орбитах вокруг таких маломассивных звезд, они обнаружили, что эти орбиты имеют тенденцию становиться более круговыми во время экстремального приливного нагрева.
Как только эта циркуляризация произойдет, планета вообще перестанет испытывать какое-либо приливное нагревание. Исследование проводилось через Виртуальную планетарную лабораторию, междисциплинарную исследовательскую группу из UW, финансируемую Институтом астробиологии НАСА. «Эти предварительные результаты многообещающие, но мы до сих пор не знаем, как они изменятся для такой планеты, как Венера, где медленное охлаждение планеты уже препятствует генерации магнитного поля», – сказал Дрисколл. «В будущем экзопланетные магнитные поля можно будет наблюдать, поэтому мы ожидаем, что в будущем интерес к этой области будет расти."