Unter den Exoplaneten fällt besonders auf, wie einige Supererden – diese riesigen Gesteinsplaneten – ihr Magnetfeld erzeugen. Während dieser Schutzschild auf der Erde vom flüssigen äußeren Kern stammt, könnten diese Welten auf riesige Reservoirs aus geschmolzenem Gestein zurückgreifen.
Tiefe Schichten aus geschmolzenem Gestein in einigen Supererden könnten starke Magnetfelder erzeugen, möglicherweise stärker als das der Erde, und diese Exoplaneten vor schädlicher Strahlung schützen. Bildnachweis: Illustration des Laboratory for Laser Energetics der University of Rochester / Michael Franchot
Supererden sind Planeten, die massereicher sind als unsere, aber ohne die Gasumhüllung von Riesen wie Neptun. Sie stellen die häufigste Kategorie von Exoplaneten in unserer Galaxie dar, sind in unserem Sonnensystem jedoch nicht vorhanden. Ihre Größe und Masse machen sie zu bevorzugten Studienobjekten, um die planetare Vielfalt zu verstehen.
Auf unserem Planeten wird das Magnetfeld durch Konvektionsbewegungen im flüssigen äußeren Eisenkern erzeugt, ein Phänomen, das als Dynamo bekannt ist. Bei Supererden könnte die Situation jedoch ganz anders sein. Ihre Kerne – ob fest oder flüssig – ermöglichen nicht immer diesen Mechanismus, was die Frage nach ihrem magnetischen Schutz aufwirft.
In einer in Nature Astronomy veröffentlichten Studie schlagen Forscher der University of Rochester eine Alternative vor. Sie heben die Rolle eines basalen Magmaozeans hervor, einer Schicht aus geschmolzenem Gestein an der Basis des Mantels. Diese Idee eröffnet neue Perspektiven auf die innere Struktur von Planeten und ihre Fähigkeit, Leben zu beherbergen, indem sie eine unerwartete Quelle für Magnetfelder bietet.
Um diese Idee zu überprüfen, führte das Team Experimente mit Laserschocks durch, kombiniert mit Simulationen. Unter den extremen Drücken, die in Supererden herrschen, wird das geschmolzene Gestein leitfähig genug, um ein dauerhaftes Magnetfeld aufzubauen und aufrechtzuerhalten. Den entwickelten Modellen zufolge könnten diese Felder sogar stärker und beständiger sein als das der Erde.
Diese Entdeckung hat große Auswirkungen auf die Bewohnbarkeit. Ein ausreichend starkes Magnetfeld schützt einen Planeten vor kosmischer Strahlung, was für die Entwicklung von Leben, wie wir es kennen, unerlässlich ist. Daher könnten Supererden mit Magmaozeanen stabile und günstige Umgebungen bieten und so die Chancen erhöhen, anderswo im Universum günstige Bedingungen zu finden.