Astronomi pronašli najjači dokaz dosad da egzoplaneti imaju magnetska polja

Astronomi su pronašli dosad najsnažnije dokaze da neki planeti izvan Sunčeva sustava imaju magnetska polja. Do zaključka su došli mjereći atmosferska strujanja na sedam iznimno vrućih egzoplaneta nalik Jupiteru, uz pomoć Vrlo velikog teleskopa (VLT) Europskog južnog opservatorija (ESO) i teleskopa Gemini North.

Rezultati pokazuju da se kretanje plina u atmosferama tih planeta najvjerojatnije ne može objasniti samo temperaturom. Najdosljednije objašnjenje, prema istraživačima, jest utjecaj magnetskih polja koja usporavaju nabijene čestice u atmosferi.

Sedam vrućih Jupitera pod povećalom

Istraživački tim isprva nije tražio magnetska polja. Cilj je bio izmjeriti brzine atmosferskih strujanja na sedam egzoplaneta koji kruže oko različitih zvijezda.

Svi promatrani planeti pripadaju skupini vrućih Jupitera. Riječ je o plinovitim divovima sličnima Jupiteru, ali smještenima mnogo bliže svojim zvijezdama. Zbog takve blizine plimno su zaključani, što znači da je jedna njihova strana stalno okrenuta prema zvijezdi, dok je druga u trajnoj noći.

Takva podjela stvara goleme temperaturne razlike između dnevne i noćne strane planeta. Atmosfere tih svjetova zato se ponašaju vrlo drukčije od Zemljine. U promatranom uzorku izmjerene brzine strujanja kretale su se od približno 7.200 kilometara na sat do više od 25.000 kilometara na sat.

Za usporedbu, najbrža strujanja izmjerena na Jupiteru dosežu oko 1.500 kilometara na sat.

“Na početku smo htjeli provjeriti ponašaju li se atmosferska strujanja jednako na svim vrućim planetima,” kaže Julia Seidel, astronomkinja u Laboratoriju Lagrange pri Observatoire de la Côte d’Azur u Francuskoj i glavna autorica rada objavljenog u časopisu Nature Astronomy.

Topliji planeti imali su sporija strujanja

Istraživači su za mjerenja koristili podatke instrumenta ESPRESSO na ESO-ovu Vrlo velikom teleskopu u čileanskoj pustinji Atacami te sličnog instrumenta na teleskopu Gemini North na Havajima. VLT je teleskop Europskog južnog opservatorija, a Gemini North jedna je polovica Međunarodnog opservatorija Gemini, kojim upravlja NSF NOIRLab.

Kada su istraživači usporedili brzine strujanja s temperaturama planeta, pojavio se neobičan obrazac. Što je planet bio topliji, to su atmosferska strujanja bila sporija.

“To je potpuno suprotno očekivanom jer bi, ako su svi ostali uvjeti jednaki, vrući planeti trebali imati više energije za ubrzavanje strujanja. Nešto mora usporavati ta strujanja kod toplijih objekata,” kaže Vivien Parmentier, profesor u Laboratoriju Lagrange i suautor studije.

Prema istraživačima, najdosljednije objašnjenje takvog obrasca jest prisutnost magnetskih polja na razini cijelog planeta. Takva polja mogu djelovati poput kočnice jer usporavaju gibanje nabijenih čestica u atmosferi.

Zahvaljujući tom učinku, istraživači su iz promatranih podataka mogli procijeniti koliko je magnetsko polje snažno na svakom od sedam planeta.

Magnetska polja usporediva s onima u Sunčevu sustavu

Procjene pokazuju da su magnetska polja tih egzoplaneta usporediva s magnetskim poljima planeta u Sunčevu sustavu. Prema istraživanju, približno su četiri puta jača od Saturnova magnetskog polja ili oko upola slabija od Jupiterova.

To je važan rezultat jer magnetska polja mogu znatno utjecati na ponašanje planetarnih atmosfera. Zemljino magnetsko polje na složen način utječe na atmosferu, a takva su polja poznata i na drugim planetima Sunčeva sustava, uključujući Jupiter i Saturn.

Astronomi posljednjih petnaest godina nisu uspjeli izmjeriti jakost magnetskih polja egzoplaneta na ovakav način. Ova mjerenja zato predstavljaju prvi čvrst način da se magnetizam planeta izvan Sunčeva sustava počne uspoređivati na temelju promatračkih podataka.

“Ovaj proboj otvara potpuno nov pogled na istraživanje egzoplaneta. Prvi put možemo uspoređivati magnetska okruženja drugih svjetova, što je važan korak prema razumijevanju toga koji planeti mogu zadržati vodu i možda jednog dana imati uvjete za život kakav poznajemo,” kaže Seidel.

Daleki svjetovi s aurorama

Snažna magnetska polja na tim planetima mogla bi utjecati i na pojave slične polarnim svjetlostima. Na Zemlji sjeverna i južna polarna svjetlost nastaju kada čestice sa Sunca dođu do magnetskog polja, budu usmjerene prema polovima i sudare se s plinovima u atmosferi.

Na promatranim egzoplanetima takve bi aurore mogle biti još izraženije.

Istraživači očekuju da će ESO-ov Ekstremno veliki teleskop otvoriti novu fazu u proučavanju takvih pojava. Taj bi teleskop trebao pomoći u proučavanju velikih egzoplaneta nalik Jupiteru, ali i manjih svjetova sličnijih Zemlji. U budućnosti bi mogao pomoći i u prepoznavanju plinova koji sudjeluju u nastanku aurora na udaljenim planetima.

“Volim zamišljati da neki od tih svjetova imaju nebo ispunjeno ne samo zvijezdama, već i golemim zastorima obojene svjetlosti koji se protežu nad planetom čija je jedna polovica u vječnom danu, a druga u beskrajnoj noći,” kaže Bibiana Prinoth, astronomkinja pri ESO-u u Garchingu i suautorica studije

Ivan Petričević

Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.