Астрономы выявили признаки магнитного поля на экзопланете

Исследователи обнаружили первый признак магнитного поля, окружающего планету за пределами нашей Солнечной системы. Магнитное поле Земли действует как щит от энергетических частиц Солнца, известных как солнечный ветер. Магнитные поля могут играть подобную роль на других планетах.

Об этом рассказывают в Аризонском университете.

Для выявления признаков магнитного поля на планете вне нашей Солнечной системы международная группа астрономов использовала данные космического телескопа Хаббл. Открытие, описанное в статье журнала Nature Astronomy, знаменует собой первый случай, когда такая особенность была замечена на экзопланете.

Магнитное поле лучше объясняет наблюдение протяженной области заряженных частиц углерода, которые окружают планету и оттекают от нее длинным хвостом. Магнитные поля играют решающую роль в защите атмосфер планет, поэтому способность обнаруживать магнитные поля экзопланет – значительный шаг к лучшему пониманию того, как могут выглядеть эти инопланетные миры.

С помощью Хаббла команда наблюдала за экзопланетой HAT-P-11b, планетой размером с Нептун в 123 световых годах от Земли, которая шесть раз проходила прямо перед лицом своей звезды во время так называемого "транзита". Наблюдения проводились в ультрафиолетовом спектре, выходящем за пределы того, что может видеть человеческий глаз.

Хаббл обнаружил ионы углерода — заряженные частицы, взаимодействующие с магнитными полями — окружающие планету в так называемой магнитосфере. Магнитосфера – это область вокруг небесного объекта (как и на Земле), которая образуется вследствие взаимодействия объекта с солнечным ветром, излучаемым его звездой.

«Это первый случай, когда магнитное поле экзопланеты было обнаружено на планете за пределами нашей Солнечной системы», - сказала Гильда Баллестер, адъюнкт-профессор Лунной и планетарной лаборатории Аризонского университета и одна из соавторов работы. «Сильное магнитное поле на такой планете как Земля может защитить ее атмосферу и поверхность от прямой бомбардировки энергетическими частицами, из которых состоит солнечный ветер. Такие процессы оказывают сильное влияние на эволюцию жизни на такой планете, как Земля, поскольку магнитное поле защищает организмы от этих энергетических частиц».

Открытие магнитосферы HAT-P-11b является значительным шагом к лучшему пониманию жизнепригодности экзопланеты. Не все планеты и спутники нашей Солнечной системы имеют свои магнитные поля, и, по словам исследователей, связь между магнитными полями и жизне пригодностью планеты требует дополнительного изучения.

«HAT-P-11b показала себя очень интересной целью, поскольку ультрафиолетовые наблюдения Хаббла обнаружили магнитосферу, которая рассматривается как протяженный ионный компонент вокруг планеты и длинный хвост утекающих ионов», – сказала Баллестер, добавив, что этот общий метод может быть использован для выявление магнитосфер на различных экзопланетах и ​​оценке их роли в потенциальной пригодности для жизни.

Баллестер, главная исследовательница одной из программ космического телескопа "Хаббл", наблюдавшего HAT-P-11b, внесла свой вклад в выбор этой мишени для УФ-исследований. Ключевым открытием стало наблюдение ионов углерода не только в области, окружающей планету, но и в виде длинного хвоста, оттекающего от планеты со средней скоростью 160 000 километров в час. Хвост простирался в космос по крайней мере на одну астрономическую единицу — расстояние между Землей и Солнцем.

Исследователи, возглавляемые первым автором статьи Лотфи Бен-Джаффелем из Института астрофизики в Париже, далее применили трехмерные компьютерные симуляции для моделирования взаимодействия между наивысшими областями атмосферы и магнитным полем планеты с приходящим солнечным ветром.

«Подобно тому, как магнитное поле Земли и ее непосредственное космическое окружение взаимодействуют с приходящим солнечным ветром, состоящим из заряженных частиц, движущихся со скоростью примерно 1 500 000 км/ч, так и магнитное поле HAT-P-11b и ее непосредственная космическая среда взаимодействюет с солнечным ветром от звезды и эти взаимодействия очень сложны», — пояснила Баллестер.

Физика магнитосфер Земли и HAT-P-11b одинакова; однако непосредственная близость экзопланеты к ее звезде – лишь одна двадцатая расстояния от Земли до Солнца – заставляет ее верхние слои атмосферы нагреваются и по существу "выкипать" в космос, что приводит к образованию магнитохвоста.

Исследователи также обнаружили, что металличность атмосферы HAT-P-11b — количество химических элементов в объекте тяжелее водорода и гелия — ниже, чем ожидалось. В нашей Солнечной системе ледяные газовые планеты, Нептун и Уран, богаты металлами, но имеют слабые магнитные поля, тогда как гораздо большие газовые планеты, Юпитер и Сатурн, обладают низкой металличностью и сильными магнитными полями. Низкая металличность HAT-P-11b в атмосфере бросает вызов современным моделям формирования экзопланет, говорят авторы.

«Хотя масса HAT-P-11b составляет лишь 8% массы Юпитера, мы считаем, что экзопланета больше напоминает мини-Юпитер, чем Нептун», - сказала Баллестер. «Состав атмосферы, который мы видим на HAT-P-11b, свидетельствует о том, что необходимо провести дальнейшую работу для уточнения текущих теорий того, как в целом формируются определенные экзопланеты».

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.