В Институте Карнеги (Вашингтон) при участии сотрудников Рочестерского университета проведено лабораторное моделирование физических условий, характерных для экзопланеты HD 40307g класса “суперземля”. Группа исследователей подвергла образец оксида магния кратковременному воздействию мощного лазера. Результаты позволили уточнить строение планет данного типа.

Следующее видео даёт краткую характеристику шести планет у звезды HD 40307.

К ноябрю 2012 года за пределами Солнечной системы астрономами было открыто более 850 планет. Ещё свыше двух тысяч заявок на обнаружение экзопланет ожидают подтверждения.

Чаще всего встречаются газовые гиганты, подобные Юпитеру. Реже удаётся найти планеты с обилием тяжёлых элементов и твёрдой корой. Как правило, по химическому составу они подобны Земле, но обычно до десяти раз больше и массивнее нашей планеты.

С момента открытия в 1991 году первой из планет класса суперземля эти небесные тела привлекали внимание многих учёных, поскольку привычные вещества должны там находится в необычных условиях.

При обсуждении рабочих гипотез об эволюции и структуре таких планет обычно исходили из имеющихся знаний о самой Земле и планетах земной группы. Однако Меркурий, Венера и Марс имеют существенно меньшую массу и накопленные данные нельзя просто экстраполировать на суперземли.

Показательным примером является шестая планета у звезды HD 40307 в созвездии Живописца, удалённая от нас на расстояние около 42 световых лет. Её орбита находится в так называемой “обитаемой зоне”.

Высокие давление (порядка 14 миллионов атмосфер) и температура (около 50 000 °С) вблизи ядра этой типичной суперземли приводят к изменению вязкости и смещению точки плавления веществ. Поэтому при схожем химическом составе такой аналог Земли может иметь существенные отличия в строении.

Например, у суперземли может не быть чёткого разделения на ядро и мантию, а недостаточно высокое содержание железа не обязательно повлечёт за собой отсутствие магнитосферы.

Лазерный импакт образца оксида магния (фото: Laboratory for Laser Energetics, University of Rochester)

По результатам проведённых исследований сделано предположение, что в глубине массивных планет земного типа значительные количества оксида магния существуют в жидкой фазе. Таким образом, даже при отсутствии богатого железом ядра циркуляция оксида магния может играть важную роль в формировании магнитосферы такой планеты.

Экспериментальные данные хорошо согласуются с предложенной ранее компьютерной моделью. Полученные прежде сведения позволяют допустить существование на поверхности HD 40307g воды в жидком виде. Теперь после демонстрации возможности наличия магнитосферы шансы обнаружить жизнь на этой экзопланете или других суперземлях существенно возрастают.