Космический шторм: астрономы впервые измерили магнитное поле далеких планет

Астрономы впервые обнаружили доказательства существования магнитных полей у планет за пределами Солнечной системы, и сделали они это, изучая их сверхзвуковые, неистовые ветры. Это знаменует собой первое прямое измерение силы магнитного поля экзопланет и представляет собой огромный шаг вперед в исследованиях далеких миров.

Поскольку жизнь на Земле стала возможна благодаря магнитосфере, защищающей нас от губительного солнечного излучения, это открытие также может помочь в поисках жизни за пределами нашей звездной системы.

Рекордные порывы, управляемые невидимой силой

Используя Очень Большой Телескоп (VLT) и телескоп «Джемини-Север», команда, стоящая за этим открытием, измерила скорость ветров на семи чрезвычайно горячих газовых гигантах, похожих на Юпитер. Эти экзопланеты находятся в приливном захвате у своих звезд, а это значит, что на одной их стороне царит вечно бушующий раскаленный «день», а другая, обращенная в космос, погружена в более прохладную «ночь».

Исследователи обнаружили ветры, мчащиеся со скоростью от 7 194 километров в час до ошеломляющих 24 993 километров в час. Для сравнения: самые быстрые ветры, зафиксированные на Юпитере в нашей Солнечной системе, достигали скорости лишь около 1 496 километров в час. Ученые полагают, что именно магнитные поля этих планет управляют подобными ветрами.

Парадокс температуры: чем холоднее, тем свирепее

Изначально команда даже не думала о магнитных полях, приступая к этому исследованию. Первичная цель состояла в том, чтобы выяснить, одинаково ли ведут себя ветры на всех горячих планетах. Однако любопытство ученых разгорелось, когда они обнаружили, что скорость ветров, судя по всему, зависит от температуры планеты. Странным образом выяснилось, что чем холоднее был мир, тем быстрее и яростнее в нем дули ветры.

«Это совершенно противоречит логике, ведь при прочих равных условиях у горячих планет больше энергии для разгона ветров! — объяснила участница команды астроном Жюлия Сейдель из обсерватории Лазурного берега. — Должно происходить что-то, что замедляет скорость ветра на более горячих объектах».

Магнитный тормоз и полярные сияния, затмевающие Землю

Сейдель и ее коллеги пришли к выводу, что эта противоречащая интуиции обратная зависимость между температурой и скоростью ветра является результатом действия глобальных магнитных полей на этих мирах. Поля работают как тормоз, замедляя заряженные частицы в атмосфере. Это означает, что по скорости ветра можно судить о силе магнитного поля экзопланет.

Оказалось, что магнитные поля на семи исследованных планетах примерно в четыре раза сильнее, чем у газового гиганта Сатурна, и вдвое слабее магнитного поля Юпитера. Это также означает, что на этих мирах могут существовать потрясающие и драматичные полярные сияния, которые затмевают своей красотой северные и южные сияния Земли.

«Здесь, на Земле, мы знаем красоту полярных сияний, когда частицы от Солнца ударяются о наше магнитное поле, направляются к полюсам и сталкиваются с газами в атмосфере, создавая красочные представления зеленого, розового и фиолетового цветов, — говорит участница команды Бибиана Принот из Европейской южной обсерватории (ESO). — Мне нравится представлять, как на некоторых из этих миров небо заполнено не только звездами, но и огромными занавесами разноцветного света, танцующими над планетой, которая наполовину погружена в вечный день, а наполовину — в бесконечную ночь».

Это исследование стало первой возможностью сравнить магнитные среды иных миров, и в будущем оно поможет понять, какие планеты способны сохранить свою атмосферу и воду, оставаясь потенциально пригодными для жизни. Результаты работы были опубликованы во вторник в журнале Nature Astronomy.