Первое обнаружение экзопланетного магнитного поля?
Магнитное поле Земли помогает сохранить жизненно важную атмосферу Земли, отклоняя высокоэнергетические частицы и плазму, регулярно выбрасываемые Солнцем. Недавно исследователи обнаружили в другой солнечной системе потенциальную каменистую планету размером с Землю, обладающую магнитным полем. Это YZ Ceti b, вращающаяся вокруг звезды на расстоянии около 12 световых лет от Земли. Это открытие должно привести к появлению многих других в будущем.
Магнитное поле планеты может предотвратить разрушение ее атмосферы со временем под воздействием частиц, выбрасываемых звездой. Таким образом, магнитное поле Земли генерируется внутри нашей планеты и распространяется в космос, создавая область, известную как магнитосфера.
Без магнитного поля жизнь на Земле была бы невозможна, поскольку оно защищает нас от постоянной бомбардировки заряженными частицами, испускаемыми Солнцем, — солнечного ветра. Без этой защиты наша планета могла бы напоминать Марс, который потерял свое магнитное поле.
Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун имеют гораздо более сильные магнитные поля, чем Земля. Но как насчет похожих на Землю планет вокруг других звезд? Было обнаружено несколько экзопланет (за пределами нашей Солнечной системы) с атмосферой, но мы не знаем, есть ли у них магнитное поле, подобное магнитному полю нашей планеты.
Недавно исследователи из Лаборатории физики атмосферы и космоса (LASP) и Университета Бакнелла обнаружили потенциальную экзопланету размером с Землю с магнитным полем - каменистую планету YZ Ceti b, расположенную на расстоянии около 12 световых лет от Земли. Их работа опубликована в журнале .
Повторяющийся и загадочный радиосигнал
Два главных исследователя наблюдали повторяющийся радиосигнал, исходящий от звезды YZ Ceti, с помощью Очень большого массива Карла Г. Янского - радиотелескопа, управляемого Национальной радиоастрономической обсерваторией NSF в Мексике. Исследователи предполагают, что обнаруженные ими звездные радиоволны порождены взаимодействием между магнитным полем экзопланеты и звезды, вокруг которой она вращается.
Однако, чтобы такие радиоволны можно было обнаружить на больших расстояниях, они должны быть очень мощными. Если магнитные поля уже были обнаружены на массивных экзопланетах размером с Юпитер, то для относительно небольшой экзопланеты размером с Землю требуется другая техника.
Как упоминалось ранее, поскольку магнитные поля невидимы, трудно определить, есть ли они у далекой планеты. Джеки Вилладсен из Университета Бакнелла поясняет: "То, что мы делаем, — это поиск способа их увидеть. Мы ищем планеты, которые находятся очень близко к своим звездам и по размеру похожи на Землю. Эти планеты находятся слишком близко к своей звезде, чтобы быть пригодными для жизни, но поскольку они расположены так близко, эти планеты проходят через излучения звезды."
Проходя (по выражению исследователей) через материал, оторванный от звезды, магнитное поле планеты толкает электрически заряженную плазму обратно к звезде, которая затем взаимодействует с магнитным полем звезды, испуская вспышки энергии, регистрируемые нашими приборами как радиоволны.
Авторы наблюдали это явление у небольшой красной карликовой звезды YZ Ceti и ее экзопланеты YZ Ceti b, образующих идеальную пару, поскольку экзопланета находится так близко к звезде, что проходит полную орбиту всего за два дня. Амплитуда этих радиоволн может быть измерена, что позволит исследователям определить силу магнитного поля планеты.
Полярное сияние в другом мире?
Эти новые данные открывают путь к тому, что ученые называют изучением "внесолнечной космической погоды", такой, как присутствие полярного сияния. На Земле высокоэнергетические выбросы Солнца нарушают глобальные телекоммуникации и вызывают короткое замыкание спутниковой и наземной электроники из-за их взаимодействия с магнитным полем и атмосферой Земли, иногда создавая полярное сияние.
Поэтому легко представить, что взаимодействие между YZ Ceti b и ее звездой также вызывает полярные сияния, но с одним существенным отличием: полярные сияния находятся на самой звезде. Один из авторов исследования Себастьян Пинеда объясняет, что радиоизлучение, принимаемое на Земле, на самом деле является именно полярным сиянием. Однако, добавляет она, "на планете также должны быть полярные сияния, если у нее есть своя атмосфера".
Джо Пеше из NSF, программный директор Национальной радиоастрономической обсерватории, говорит: "Поиск потенциально обитаемых или пригодных для жизни миров в других солнечных системах частично зависит от определения того, действительно ли каменистые экзопланеты, похожие на Землю, имеют магнитные поля". Он заключает: "Это исследование не только показывает, что эта конкретная каменистая экзопланета, вероятно, имеет магнитное поле, но и предоставляет многообещающий метод, чтобы найти больше".
Растущее число радиотехнических сооружений, запланированных на будущее, после того как методика будет подтверждена и станет обычной, позволит искать и находить гораздо больше потенциальных каменистых экзопланет с магнитным полем и, возможно, атмосферой, подобной земной.