Astronomowie mogą wkrótce być w stanie zaobserwować fale uderzeniowe między polami magnetycznymi egzoplanet a przepływem cząstek z orbitujących gwiazd.
Pola magnetyczne są kluczowe dla zamieszkiwania planety (i jak się okazuje księżyca). Działają jak bąbelki ochronne, uniemożliwiając szkodliwe promieniowanie kosmiczne całkowicie usuwając atmosferę obiektu, a nawet docierając do powierzchni.
Rozszerzone pole magnetyczne - znane jako magnetosfera planetarna - powstaje w wyniku szoku między wiatrem gwiezdnym a wewnętrznym polem magnetycznym planety. Może być ogromny. W naszym Układzie Słonecznym magnetosfera Jowisza rozciąga się na odległości do 50 razy większe niż sama planeta, prawie osiągając orbitę Saturna.
Kiedy wiatr wysokoenergetycznych cząstek z gwiazdy uderza w planetosferyczną magnetosferę, wchodzi w interakcje szok łukowy który odwraca wiatr i ściska magnetosferę.
Niedawno zespół astronomów, kierowany przez doktoranta Joe Llama z University of St. Andrews w Szkocji, odkrył, w jaki sposób możemy obserwować magnetosfery planet i wiatry gwiezdne poprzez ich wstrząsy dziobowe.
Lama dokładnie przyjrzał się planecie HD 189733b, oddalonej 63 lata świetlne od gwiazdozbioru Vulpecula. Z Ziemi planeta przepływa przez swoją gwiazdę macierzystą co 2,2 dni, powodując spadek ogólnego światła z układu.
Jako jasna gwiazda HD 189733b była szeroko badana przez astronomów. Dane zebrane w lipcu 2008 r. Przez teleskop Kanada-Francja-Hawaje odwzorowały pole magnetyczne gwiazdy. Chociaż pole magnetyczne zmieniało się, było średnio 30 razy większe niż nasze Słońce - co oznacza, że wiatr gwiezdny jest znacznie wyższy niż wiatr słoneczny.
Umożliwiło to zespołowi przeprowadzenie szeroko zakrojonych symulacji wiatru gwiezdnego wokół HD 189733b - charakteryzujących szok dziobowy powstały, gdy magnetosfera planety przechodzi przez wiatr gwiezdny. Dzięki tym informacjom byli w stanie symulować krzywe światła, które powstałyby z planety i uderzenia łuku orbitującego wokół gwiazdy.
Wstrząs łukowy prowadzi planetę - powodując, że światło upada nieco wcześniej niż oczekiwano. Ilość światła blokowanego przez uderzenie dziobu zmieni się jednak, gdy planeta porusza się przez zmienny wiatr gwiezdny. Jeśli wiatr gwiezdny jest szczególnie silny, powstały wstrząs łukowy będzie silny, a głębokość tranzytowa będzie większa. Jeśli wiatr gwiezdny jest słaby, powstały wstrząs dziobowy będzie słaby, a głębokość tranzytowa będzie mniejsza.
Poniższe wideo pokazuje krzywą światła uderzenia dziobowego i egzoplanety.
„Odkryliśmy, że fala uderzeniowa między gwiazdowym a planetarnym polem magnetycznym zmieni się drastycznie wraz ze zmianą aktywności gwiazdy”, powiedziała Llama dla czasopisma Space Magazine. „Gdy planeta przechodzi przez bardzo gęste regiony wiatru gwiazdowego, wstrząs staje się gęstszy, materiał w nim blokuje więcej światła, a zatem powoduje większy spadek w transporcie, dzięki czemu jest bardziej wykrywalny”.
Chociaż nie było obserwacji tranzytowych dla tego badania, te teoretyczne spojrzenie pokazuje, że możliwe będzie wykrycie wstrząsu dziobowego, a zatem pola magnetycznego odległej egzoplanety. Dr Llama komentuje: „Pomoże nam to lepiej zidentyfikować potencjalnie nadające się do zamieszkania światy”.
Artykuł został zaakceptowany do publikacji w miesięcznych zawiadomieniach Royal Astronomical Society i jest dostępny do pobrania tutaj.
