Подтвердить результаты и разобраться в механизме генерации поля должны дополнительные наблюдения в радиодиапазоне, пишут ученые в журнале Nature Astronomy.
Магнитные поля могут играть ключевую роль в эволюции многих астрономических объектов. Однако экспериментально определить их обычно исключительно сложно, поэтому ученые вынуждены опирать на косвенные источники информации.
Магнитные поля играют определяют характер взаимодействия планет с потоками частиц от родительского светила — звездным ветром. Это явление детально изучено в Солнечной системе, но достаточно плохо известно в контексте экзопланет из-за слабости соответствующих сигналов. На данный момент существует несколько оценок магнитных полей экзопланет, но все они сделаны косвенными методами и точность их невелика.
Особый интерес представляет исследование магнитных полей в связи с поиском потенциально обитаемых планет, так как оно ограничивает темп потери атмосферы и могут влиять на уровень радиации. Также наблюдение магнитных полей теоретически позволяет разделить планеты с одинаковыми радиусами и массами на основе их внутреннего строения, так как только движение проводящих электрических ток веществ в недрах тел может генерировать поле.
Наиболее простыми для изучения являются экзопланеты из класса горячих юпитеров, то есть крупные, преимущественно состоящие из газов тела на очень близких к звездам орбитах. В таком случае возможно непосредственное взаимодействие со звездным ветром и магнитным полем светила посредством пересоединений линий.
В работе под руководством Пола Коли (Paul Cauley) из Колорадского университета в Боулдере и его коллег из США и Италии впервые делает оценка магнитных полей горячих юпитеров. Авторам удалось оценить поле у четырех тел: HD 179949, HD 189733, τ Boo и υ And. Идея использованного метода заключается в поиске модуляций интенсивности линий излучения звезды, совпадающих по длительности с периодом обращения планет. Это позволят отделить вызванные приливами эффекты, так как приливное взаимодействие вызывает симметричные искажения поверхности, из-за чего их эффект циклически проявляется на масштабе в половину орбитального периода.
Существует несколько теоретических сценариев магнитного влияния планеты на излучение звезды, но, по оценкам астрономов, наиболее подходящим по энерговыделению является искажение основания магнитной трубки, соединяющей планету и поверхность светила. Авторы использовали линию излучения ионизованного кальция Ca II, зарождающуюся в горячих и замагниченных хромосферах звезд. Точно откалибровав энерговыделение в этой линии, можно не только убедиться в наличии взаимодействия магнитных полей, но и оценить силу планетарного поля.
Авторы приходят к выводу, что наиболее вероятными значения полей составляют 20 ± 7, 86 ± 29, 117 ± 38 и 83 ± 77 гаусс для HD 189733 b, HD 179949 b, τ Boo b и υ And b, соответственно. Эти значения примерно в 10–100 раз больше предсказаний теории магнитного динамо для этих объектов в стандартном варианте. Однако если учитывать заметный поток энергии от звезды, который дополнительно нагревает планету и ускоряет движение вещества внутри нее, то теоретические оценки приблизятся к наблюдательным. Также область генерации поля может залегать не в центре планеты, а ближе к ее поверхности, что также повлияет на оценки.
Измеренные поля оказали гораздо больше известных в Солнечной системе: поле Юпитера составляет 4,3 гаусса, а у Земли в среднем всего половина гаусса. Столь большие значения могут иметь важное последствие, так как такие мощные поля могут создавать подходящие условия для генерации и выхода в космос мазерного излучения, создаваемого электронами в циклотронном резонансе. Получающиеся радиоволны должны быть достаточной интенсивности для регистрации на Земле в диапазоне около сотни мегагерц, а их обнаружение станет подтверждением сделанных в данной работе оценок.
Ранее астрономы нашли горячий юпитер с "неправильным" направлением ветра, объяснили появление "раздутых" горячих юпитеров планетами-близнецами и обнаружили экстремально черную планету.
Тимур Кешелава