Чи мають земні екзопланети магнітні поля?

Магнітне поле Землі робить більше, ніж утримує стрілки компаса в одному напрямку. Він також допомагає зберегти частинку життєво необхідної атмосфери Землі, відхиляючи частинки високої енергії та плазму, які регулярно викидають із сонця. Зараз дослідники визначили перспективну планету розміром із Землю в іншій Сонячній системі як головного кандидата на наявність магнітного поля — YZ Ceti b, кам’янисту планету, що обертається навколо зірки приблизно за 12 світлових років від Землі.

Дослідники Себастьян Пінеда та Джекі Вілладсен спостерігали повторюваний радіосигнал, що виходить від зірки YZ Ceti за допомогою дуже великого масиву Карла Джінського, радіотелескопа Національної радіоастрономічної обсерваторії Національного наукового фонду США. Дослідження Пінеди та Вілладсена для розуміння взаємодії магнітного поля між далекими зірками та планетами, що обертаються навколо них, підтримується NSF. Їхнє дослідження було опубліковано сьогодні (3 квітня) в журналі Nature Astronomy.

«Пошук потенційно придатних для життя або життєдайних світів в інших сонячних системах частково залежить від можливості визначити, чи справді скелясті, схожі на Землю екзопланети мають магнітні поля», — каже Джо Пеше з NSF, програмний директор Національної радіоастрономічної обсерваторії. «Це дослідження показує не тільки те, що ця конкретна скеляста екзопланета, ймовірно, має магнітне поле, але і є перспективним методом пошуку нових».

Магнітне поле планети може запобігти зносу атмосфери цієї планети з часом частинками, викинутими з її зірки, пояснює Пінеда, астрофізик з Університету Колорадо. «Чи виживе планета з атмосферою, чи ні, може залежати від того, чи має планета сильне магнітне поле, чи ні».

Радіосигнал від іншої зірки

«Я бачу те, чого ніхто раніше не бачив», — згадує Вілладсен, астроном з Університету Бакнелла, про момент, коли вона вперше виділила радіосигнал, переливаючи дані у своєму домі на вихідних.

«Ми побачили перший сплеск, і він виглядав чудово», — каже Пінеда. «Коли ми знову побачили це, було дуже показово, що, гаразд, можливо, у нас справді щось тут є».

Дослідники припускають, що зоряні радіохвилі, які вони виявили, породжені взаємодією між магнітним полем екзопланети та зіркою, навколо якої вона обертається. Однак, щоб такі радіохвилі можна було виявити на великих відстанях, вони повинні бути дуже потужними. Хоча раніше магнітні поля виявляли на масивних екзопланетах розміром з Юпітер, для порівняно крихітної екзопланети розміром із Землю потрібна інша техніка.

Оскільки магнітні поля невидимі, складно визначити, чи насправді вони є на далекій планеті, пояснює Вілладсен. «Ми шукаємо спосіб побачити їх», — каже вона. «Ми шукаємо планети, які знаходяться дуже близько до своїх зірок і мають схожий розмір із Землею. Ці планети надто близько до своїх зірок, щоб бути десь, де можна жити, але оскільки вони так близько, планета наче орає через купу речей, що відходять від зірки.

«Якщо на планеті є магнітне поле, і воно пронизує достатню кількість зіркового матеріалу, це змусить зірку випромінювати яскраві радіохвилі».

Маленька червона карликова зірка YZ Ceti та її відома екзопланета YZ Ceti b створили ідеальну пару, оскільки екзопланета розташована настільки близько до зірки, що завершує повну орбіту лише за два дні. (Для порівняння, найкоротша планетарна орбіта в нашій Сонячній системі — орбіта Меркурія — 88 днів.) Коли плазма з YZ Ceti відривається від магнітного «плуга» планети, вона взаємодіє з магнітним полем самої зірки, яке генерує потужні радіохвилі. достатньо для спостереження на Землі.