Bez magnetskog polja, planet je ranjiv — atmosfera nestaje, površina se izlaže zračenju, a život, ako postoji, teško opstaje. Mars je najbolji primjer takvog scenarija. Suprotno tome, Jupiterov golemi magnetizam može utjecati na oblikovanje divovskih oluja poput Velike crvene pjege.
I dok dobro poznajemo magnetska polja unutar našeg Sunčevog sustava, svjetovi izvan njega — takozvani egzoplaneti — i dalje su velika nepoznanica. No to bi se uskoro moglo promijeniti.
Dvije metode, jedan cilj
Tim znanstvenika iz Europe, SAD-a, Indije i UAE-a predstavio je novi pristup detekciji magnetskih polja egzoplaneta. Njihov rad, zasad objavljen na otvorenom serveru arXiv, predlaže dvije metode: izravnu i neizravnu.
Izravna metoda oslanja se na promatranje kako svjetlost prolazi kroz atmosferu egzoplaneta tijekom njegovog prolaska (tranzita) ispred matične zvijezde. Takva promatranja već se rutinski koriste za otkrivanje samih egzoplaneta, a sada bi mogla poslužiti i za analizu njihove magnetosfere.
Ključni alat u ovoj analizi su dvije pojave poznate kao Hanleov i Zeemanov efekt.
Hanleov efekt nastaje kada magnetsko polje utječe na polarizaciju svjetlosti — posebice kada to polje nije u liniji promatranja. Helijevi atomi u atmosferi planeta apsorbiraju tu polariziranu svjetlost, ostavljajući jasan trag u spektru na 1083 nanometra (tzv. He I triplet). Ova metoda može otkriti i vrlo slaba magnetska polja, slabija od Zemljinog, ali orijentacija polja igra presudnu ulogu.
Zeemanov efekt, s druge strane, temelji se na kružnoj polarizaciji svjetlosti, za razliku od linearne kod Hanlea. Ova pojava nastaje kada magnetsko polje egzoplaneta usmjerava svjetlost paralelno s linijom promatranja, što dodatno nadopunjuje podatke dobivene Hanleovim efektom.
Kombinacijom ova dva efekta može se izgraditi relativno jasna slika o snazi i smjeru magnetskog polja planeta. Budući da se koriste diferencijalna mjerenja, moguće je precizno eliminirati šumove iz same zvijezde. Međutim, ova metoda ima ograničenje: može se primijeniti samo na veće planete koji orbitiraju blizu svoje zvijezde, jer samo tada dovoljan broj fotona prolazi kroz atmosferu.
Neizravno promatranje magnetskih interakcija
Druga metoda temelji se na opažanju tzv. “vrućih točaka” na površini zvijezda. Riječ je o regijama pojačanog sjaja koje nastaju zbog magnetskih interakcija između zvijezde i planeta. Za razliku od prve metode, veličina planeta ovdje nije presudna. Ono što jest, jest njegova blizina zvijezdi — točnije, mora se nalaziti unutar tzv. Alfvenove površine.
Ta površina označava prostor unutar kojeg čestice iz zvijezde još uvijek “osjećaju” magnetsku povezanost s drugim tijelima. U našem sustavu, čak ni Merkur ne ulazi unutar Sunčeve Alfvénove zone, koja se proteže otprilike 10 do 20 Sunčevih radijusa od njegove površine.
S obzirom na to da mnogi dosad otkriveni egzoplaneti orbitiraju vrlo blizu svojim zvijezdama, ova tehnika ima realnu primjenu. No i ovdje postoji izazov — teško je sa sigurnošću utvrditi dolazi li vruća točka od planeta ili iz same zvjezdane aktivnosti.
Za potvrdu ovih metoda bit će potrebno mnogo više podataka. Autori se nadaju da će budući teleskopi, poput Habitable Worlds Observatory (HWO), koji se planira lansirati u idućih 15-ak godina, moći prikupiti dovoljno kvalitetnih mjerenja.
Ipak, ni postojeće opservatorije ne treba otpisati. U nekim slučajevima, posebno kada je riječ o jakim magnetskim poljima, moguće je izvući korisne podatke i sadašnjom tehnologijom. No, sveobuhvatno razumijevanje magnetskih polja dalekih svjetova ostat će nedostižno sve dok ne dobijemo konkretnije instrumente — i još mnogo više svjetla s tih nevidljivih granica svemira.
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.
