Medan magnet eksoplanet dianggarkan buat kali pertama 02.12.2014

Dalam dua dekad sejak penemuan planet pertama di luar sistem suria, ahli astronomi telah menemui lebih daripada 350 exoplanet dan mengambil langkah besar dalam kajian mereka. Dua puluh tahun yang lalu, peristiwa besar itu hanyalah penemuan eksoplanet baharu, dan kini ahli astrofizik sedang mengkaji struktur dan komposisi kimia atmosfera, iklim dan ciri-ciri lain mereka. Dan dalam beberapa kes, bulan mereka juga boleh diperhatikan.

Salah satu ciri penting planet ialah medan magnetnya. Ia menjejaskan kelakuan atmosfera planet, kerana ia melindunginya daripada kesan pemusnahan angin bintang dan berinteraksi dengan bahagian terionnya - ionosfera dan magnetosfera. Di samping itu, ia boleh menjejaskan evolusi planet itu sendiri.

Pemerhatian langsung medan magnet eksoplanet pada masa ini tidak dapat dilakukan. Setakat ini, percubaan untuk mengesan pelepasan radio mereka, yang juga memungkinkan untuk menganggarkan medan magnet, juga tidak berjaya. Walau bagaimanapun, apabila mengkaji planet HD 209458b, secara tidak rasmi dinamakan Osiris, awan hidrogen atom panas ditemui di luar magnetosferanya, "menyejat" dari atmosfera planet di bawah pengaruh bintang.

Saiz dan bentuk cengkerang hidrogen ditentukan oleh interaksi antara aliran keluar gas dari planet dan angin bintang proton yang masuk, yang, seolah-olah, meniup awan ini. Mengetahui parameter awan hidrogen, menggunakan model tertentu, seseorang boleh menganggarkan parameter magnetosfera dan, sebagai akibatnya, parameter medan magnet.

Kaedah penilaian sedemikian telah dicadangkan oleh pasukan saintis antarabangsa, termasuk ahli fizik Rusia, yang kini mewakili Institut Penyelidikan Angkasa Akademi Sains Austria, Kristina Kislyakova (dahulunya seorang pekerja Universiti Negeri Nizhny Novgorod dinamakan sempena N.I. Lobachevsky) dan Maxim Khodachenko (juga pekerja SINP yang dinamakan sempena D.V. Skobeltsyn, Universiti Negeri Moscow). Dengan bantuannya, mereka dapat menganggarkan magnitud momen magnet planet HD 209458b. Hasil penyelidikan diterbitkan dalam jurnal Science.

Para saintis mensimulasikan pembentukan awan hidrogen panas di sekeliling planet ini dan menunjukkan bahawa konfigurasi awan yang diperhatikan sepadan dengan hanya satu nilai tertentu bagi momen magnetik dan parameter angin bintang.
Untuk menjadikan model lebih tepat, ahli astrofizik mengambil kira sejumlah besar faktor yang menentukan interaksi antara angin bintang dan atmosfera planet: apa yang dipanggil pengisian antara angin bintang dan zarah atmosfera neutral dan pengionannya, kesan graviti, tekanan , pecutan sinaran, pelebaran garis spektrum.

Planet HD 209458b, ditemui pada tahun 1999 150 tahun cahaya dari Bumi, adalah antara beberapa eksoplanet yang paling dikaji dan dikaji secara intensif, kerana ia adalah salah satu daripada beberapa objek yang diketahui yang boleh dilihat semasa ia melintasi cakera bintang. Pada masa yang sama, cahaya bintang datang ke Bumi, setelah melalui atmosfera planet, yang memungkinkan untuk mengkaji struktur dan komposisi kimianya dengan kaedah spektrum. Untuk pemerhatian, saintis menggunakan Teleskop Angkasa Hubble.

Simulasi telah menunjukkan bahawa magnetosfera planet ini agak kecil, kira-kira 2,9 jejari planet, yang sepadan dengan momen magnet hanya 10% daripada Musytari. Ini konsisten dengan anggaran awal keberkesanan dinamo planet untuk planet ini.

Medan magnet yang kecil ini disebabkan oleh fakta bahawa eksoplanet HD 209458b adalah Musytari panas biasa, iaitu, gergasi gas dengan jisim urutan Musytari, tetapi terletak lebih dekat dengan bintang. Oleh itu, exoplanet yang sedang dipertimbangkan terletak pada jarak kurang daripada 5 juta km dari bintang, iaitu 100 kali lebih dekat daripada Musytari dalam sistem suria, malah 10 kali lebih dekat daripada planet terdekat dengan Matahari, Mercury. Tempoh orbitnya hanya 3,5 hari, jisimnya ialah 0,7 jisim Musytari, dan jejarinya ialah 1,4 jisim Musytari.

Memandangkan orbit planet sedemikian sangat dekat dengan bintang, ia mengalami tarikan graviti yang kuat yang memperlahankan putaran planet. Oleh kerana, menurut teori dinamo planet, penjanaan medan magnet dikaitkan dengan putaran teras planet, putaran perlahan planet membawa kepada medan magnet yang lemah.

Para saintis percaya bahawa kaedah yang mereka cadangkan untuk menganggarkan medan magnet boleh digunakan untuk semua planet, termasuk yang serupa dengan Bumi, jika terdapat cengkerang hidrogen bertenaga tinggi di sekelilingnya. Perlu diingat bahawa kira-kira 15% daripada exoplanet adalah Musytari panas.