Астрономи виявили ознаки магнітного поля на екзопланеті

Дослідники виявили першу ознаку магнітного поля, що оточує планету за межами нашої Сонячної системи. Магнітне поле Землі діє як щит від енергетичних частинок Сонця, відомих як сонячний вітер. Магнітні поля можуть грати подібну роль на інших планетах.

Про це розповідають в Аризонському університеті.

Для виявлення ознак магнітного поля на планеті за межами нашої Сонячної системи міжнародна група астрономів використала дані космічного телескопа Хаббл. Відкриття, описане в статті у журналі Nature Astronomy, знаменує собою перший випадок, коли така особливість була помічена на екзопланеті.

Магнітне поле найкраще пояснює спостереження протяжної області заряджених частинок вуглецю, які оточують планету та відтікають від неї довгим хвостом. Магнітні поля відіграють вирішальну роль у захисті атмосфер планет, тому здатність виявляти магнітні поля екзопланет — значний крок до кращого розуміння того, як можуть виглядати ці інопланетні світи.

За допомогою Хаббла команда спостерігала за екзопланетою HAT-P-11b, планетою розміром з Нептун на відстані 123 світлових років від Землі, яка шість разів проходила прямо перед лицем своєї зорі під час так званого "транзиту". Спостереження проводилися в ультрафіолетовому спектрі, який виходить за межі того, що може бачити людське око.

Хаббл виявив іони вуглецю — заряджені частинки, які взаємодіють з магнітними полями, — що оточують планету в так званій магнітосфері. Магнітосфера – це область навколо небесного об’єкта (як і у Землі), яка утворюється внаслідок взаємодії об’єкта з сонячним вітром, що випромінюється його зорею.

«Це перший випадок, коли магнітне поле екзопланети було виявлено на планеті за межами нашої Сонячної системи», — сказала Гільда Баллестер, адъюнкт-професорка Місячної та планетарної лабораторії Аризонського університету та одна зі співавторів роботи. «Сильне магнітне поле на такій планеті, як Земля, може захистити її атмосферу та поверхню від прямого бомбардування енергетичними частинками, з яких складається сонячний вітер. Такі процеси сильно впливають на еволюцію життя на такій планеті, як Земля, оскільки магнітне поле захищає організми від цих енергетичних частинок».

Відкриття магнітосфери HAT-P-11b є значним кроком до кращого розуміння життєпридатності екзопланети. Не всі планети та супутники нашої Сонячної системи мають власні магнітні поля, і, за словами дослідників, зв’язок між магнітними полями та життєпридатністю планети потребує додаткового вивчення.

«HAT-P-11b показала себе дуже цікавою ціллю, оскільки ультрафіолетові спостереження Хаббла виявили магнітосферу, яка розглядається як протяжний іонний компонент навколо планети та довгий хвіст іонів, що витікають», – сказала Баллестер, додавши, що цей загальний метод може бути використаний для виявлення магнітосфер на різноманітних екзопланетах та оцінки їх ролі в потенційній придатності для життя.

Баллестер, головна дослідниця однієї з програм космічного телескопа "Хаббл", який спостерігав HAT-P-11b, зробила свій внесок у вибір цієї мішені для УФ-досліджень. Ключовим відкриттям стало спостереження іонів вуглецю не тільки в області, що оточує планету, але й у вигляді довгого хвоста, який відтікав від планети із середньою швидкістю 160 000 кілометрів на годину. Хвіст простягався у космос принаймні на 1 астрономічну одиницю — відстань між Землею та Сонцем.

Дослідники, очолювані першим автором статті Лотфі Бен-Джаффелем з Інституту астрофізики в Парижі, далі застосували тривимірні комп′ютерні симуляції для моделювання взаємодії між найвищими областями атмосфери та магнітним полем планети з приливним сонячним вітром.

«Подібно тому, як магнітне поле Землі та її безпосереднє космічне оточення взаємодіють із приливним сонячним вітром, який складається із заряджених частинок, що рухаються зі швидкістю приблизно 1 500 000 км/год, так і магнітне поле HAT-P-11b та її безпосереднє космічне середовище взаємодіють із сонячним вітром від зірки, і ці взаємодії дуже складні», — пояснила Баллестер.

Фізика магнітосфер Землі та HAT-P-11b однакова; однак безпосередня близькість екзопланети до її зірки — лише одна двадцята відстані від Землі до Сонця — змушує її верхні шари атмосфери нагріваються й по суті "википати" у космос, що призводить до утворення магнітохвоста.

Дослідники також виявили, що металічність атмосфери HAT-P-11b — кількість хімічних елементів в об’єкті, які важчі за водень і гелій — нижча, ніж очікувалося. У нашій Сонячній системі крижані газові планети, Нептун та Уран, багаті металами, але мають слабкі магнітні поля, тоді як набагато більші газові планети, Юпітер і Сатурн, мають низьку металічність і сильні магнітні поля. Низька металічність HAT-P-11b в атмосфері кидає виклик сучасним моделям формування екзопланет, кажуть автори.

«Хоча маса HAT-P-11b становить лише 8% маси Юпітера, ми вважаємо, що екзопланета більше нагадує міні-Юпітер, ніж Нептун», - сказала Баллестер. «Склад атмосфери, який ми бачимо на HAT-P-11b, свідчить про те, що необхідно провести подальшу роботу для уточнення поточних теорій того, як загалом формуються певні екзопланети».

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.