Обнаружение более чем 4500 внесолнечных планет к настоящему времени вызвало необходимость моделирования их внутренней структуры и динамики. Как оказалось, железо играет ключевую роль.

Исследователи из Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса (Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL), США, использовали лазеры научного комплекса National Ignition Facility, чтобы с их помощью произвести эксперименты для построения кривой плавления и определения структурных свойств чистого железа при высоких давлениях, достигающих 1000 гигапаскалей (почти 10 000 000 атмосфер), что в три раза превышает давление во внутреннем ядре Земли и почти в четыре раза превышает максимальное давление, достигнутое в аналогичных экспериментах прежде.

Команда провела серию экспериментов для воссоздания условий, в которых находится порция железа при погружении к центру ядра экзопланеты класса суперземель.

«Кривая плавления железа важна для понимания внутренней структуры, тепловой эволюции, а также потенциала развития магнитосфер, генерируемых в результате действия динамо», — сказал Рик Краус (Rick Kraus), физик из LLNL и главный автор нового исследования.

Считается, что магнитосфера играет большую роль в определении потенциальной обитаемости планет земного типа, поскольку она имеет большое значение для жизни на Земле. Магнитное динамо Земли генерируется во внешнем жидком ядре, где происходит конвективное перемешивание потоков железа.

В ходе экспериментов команда определила продолжительность поддержания динамо в ходе затвердевания ядра с формированием гексагональной плотной упаковки атомов в недрах экзопланет класса суперземель.

«Мы нашли, что экзопланеты земного типа массами от 4 до 6 масс Земли будут иметь наиболее продолжительные по времени динамо, чтоб обеспечит высокий уровень защиты от космических излучений», — сказал Краус.