חוקרים מציעים כי שכבות עמוקות של סלע מותך בתוך סופר־כדורי ארץ גדולים יכולות להפעיל דינמו מגמטי, לייצר שדות מגנטיים חזקים ועמידים לאורך מיליארדי שנים, ולשפר את סיכויי החיים באזור החיים.
הרבה מתחת לפני השטח של כוכבי לכת חוץ-שמשיים סלעיים רחוקים הנקראים סופר כדורי ארץ, שכבות עצומות של סלע מותך ממלאות אולי תפקיד מדהים. המאגרים הנסתרים האלה יכולים ליצור שדות מגנטיים שחוזקם מספיק כדי להגן על כוכבי לכת שלמים מקרינה קוסמית וחלקיקים עתירי אנרגיה אחרים.
בכדור הארץ השדה המגנטי מקורו בתנועה בליבה החיצונית שעשויה מברזל נוזלי, תהליך שנקרא דינמו, אבל כוכבי לכת סלעיים גדולים יותר פועלים אולי באופן שונה. לחלק מסופר כדורי הארץ יכולה להיות ליבה שהיא מוצקה או כולה נוזלית, וזה מגביל את היכולת שלהם ליצור שדה מגנטי באמצעות המנגנון המוכר הזה.
במאמר שהתפרסם ב-Nature Astronomy, צוות חוקרים מתאר מקור שונה. הם מצביעים על שכבה עמוקה של סלע מותך שנקראת אוקיינוס מַגְמה בסיסי. הרעיון הזה יכול לשנות את הבנת המדענים לגבי הפְנים של כוכבי לכת ולהשפיע על אופן ההערכה של היכולת של עולמות רחוקים לתמוך בחיים.
"שדה מגנטי חזק חשוב מאוד לחיים על כוכב לכת", אומרת מיקי נקג'ימה, אחת החוקרים, "אבל לרוב כוכבי הלכת הארציים במערכת השמש, כגון נוגה ומאדים, אין כזה כי לליבות שלהם אין את התנאים הפיזיקליים ליצירת שדה מגנטי. אבל סופר כדורי ארץ יכולים ליצור דינמו בליבה ו/או מגמה שלהם, שמגדיל את הישיבוּת שלהם".
מה זה סופר כדור ארץ?
סופר כדורי ארץ הם כוכבי לכת שגדולים מהארץ אבל קטנים מענקי קרח כמו נפטון. חושבים שהם ברובם סלעיים, עם פני שטח מוצקים ולא מעטפת גז עבה כמו המעטפות המקיפות את צדק או שבתאי. למרות שהם סוג כוכבי הלכת החוץ-שמשיים הכי שכיח שמגלים בגלקסיה שלנו, אף אחד מהם לא קיים במערכת השמש שלנו. המונח "סופר כדור ארץ" מתייחס רק לגודל ולמסה שלהם, לא למידת הדמיון שלהם לארץ מבחינות אחרות.
בגלל שהם כל כך נפוצים, סופר כדורי ארץ מספקים תובנות יקרות ערך איך כוכבי לכת נוצרים ומשתנים עם הזמן. רבים מהם מקיפים את הכוכב שלהם באזור ישיב, שבו מים נוזליים יכולים להתקיים. על ידי בדיקת המבנה, האטמוספרה והשדה המגנטי שלהם, מדענים אוספים רמזים איך מערכות פלנטריות מתפתחות והיכן תנאים ידידותיים לחיים יכולים להופיע.
הדמיית סופר כדורי ארץ בכדור הארץ
החוקרים חושבים שבתחילת ההיסטוריה שלו, אולי גם לכדור הארץ היה אוקיינוס מַגְמה בסיסי. השכבה הזאת של סלע מותך או מותך חלקית בבסיס המעטפת יכולה להשפיע על השדה המגנטי של כוכב לכת, זרימת החום הפנימית וההתפתחות הכימית. סופר כדורי ארץ גדולים יותר והלחץ הפנימי בתוכם גדול בהרבה, ולכן סביר יותר שהם יקיימו את השכבות המותכות האלה תקופה ארוכה יותר, כך שלאוקיינוסי מַגְמה בסיסיים יש תפקיד מרכזי בהבנת הדינמיקה הפנימית שלהם והישיבות הפוטנציאלית.
כדי לחקור את התנאים הקיצוניים האלה, נקג'ימה והצוות שלה ערכו ניסויי דחיסה באמצעות לייזר. הם שילבו את הניסויים האלה עם הדמיות של מכניקת קוונטים ומודלים של התפתחות כוכבי לכת, והתמקדו בהתנהגות של סלע מותך שנתון ללחצים הדומים ללחצים בתוך אוקיינוס מַגְמה בסיסי.
התוצאות שלהם מראות שבלחצים גבוהים כאלה, סלע מותך עמוק בתוך מעטפת של כוכב לכת יכול להפוך למוליך חשמלי במידה שמספיקה לקיים שדה מגנטי במשך מיליארדי שנים. מהממצא הזה עולה שסופר כדורי ארץ שגודלם יותר מפי שלושה עד שישה מהארץ יכלו ליצור שדות מגנטיים חזקים ומתמידים באמצעות דינמו שמניעה מגמה. השדות האלה יכולים אפילו להיות יותר חזקים ומתמידים מהשדה של הארץ, ולהגדיל את הסיכוי שכוכבי לכת כאלה יכולים לתמוך בחיים.
למאמר המדעי DOI: 10.1038/s41550-025-02729-x
עוד בנושא באתר הידען:
