Emisje radiowe ze źródła odległego o około 12 lat świetlnych od Układu Słonecznego ujawniają możliwe oddziaływania magnetyczne między gwiazdą YZ Ceti a jej potencjalną skalistą planetą okrążającą ją po bliskiej orbicie.
Dzięki ziemskiemu polu magnetycznemu nie tylko igła kompasu zwrócona jest stale w tym samym kierunku. Pomaga również zachować podtrzymującą życie atmosferę ziemską, odbijając cząstki o wysokiej energii i plazmę, regularnie wyrzucane przez Słońce. Naukowcy zidentyfikowali teraz kandydata na planetę wielkości Ziemi w innym układzie słonecznym, w którym także może występować podobne pole magnetyczne. To YZ Ceti b, skalista planeta krążąca wokół gwiazdy oddalonej od nas o około 12 lat świetlnych.
Sebastian Pineda i Jackie Villadsen obserwowali powtarzający się sygnał radiowy pochodzący z gwiazdy YZ Ceti za pomocą sieci radioteleskopów VLA (Very Large Array). Badania te mają na celu lepsze zrozumienie interakcji zachodzących między polami magnetycznymi odległych gwiazd i okrążających je planet. Wyniki ich badań zostały opublikowane w czasopiśmie „Nature Astronomy”.
Skuteczne poszukiwanie potencjalnie nadających się do zamieszkania światów w innych układach słonecznych zależy po części od możliwości określenia, czy skaliste, podobne do Ziemi egzoplanety rzeczywiście mają pola magnetyczne – wyjaśnia Joe Pesce z NSF. Możemy nie tylko dowiedzieć się, czy jakaś konkretna skalista egzoplaneta prawdopodobnie ma pole magnetyczne – nasze metody zwiększają szanse znalezienia kolejnych takich planet.
Pole magnetyczne planety może zapobiegać niszczeniu jej atmosfery przez wysokoenergetyczne cząstki wyrzucane przez jej gwiazdę macierzystą – wyjaśnia Pineda, astrofizyk z Uniwersytetu Stanu Kolorado. To, czy planeta przetrwa wraz ze swoją atmosferą, w dużej mierze może zależeć od tego, czy ma ona silne pole magnetyczne.
Naukowcy sformułowali hipotezę, że gwiezdne fale radiowe, które niedawno wykryli, są wytwarzane w wyniku interakcji między polem magnetycznym egzoplanety a gwiazdą, wokół której ona krąży. Aby jednak takie fale radiowe były wykrywalne z dużej odległościach, muszą mieć duże energie. I choć planetarne pola magnetyczne były już wcześniej wykrywane w przypadku masywnych egzoplanet wielkości Jowisza, ich detekcja w przypadku stosunkowo małej egzoplanety o wielkości Ziemi wymaga już nieco innych metod.
Pola magnetyczne są oczywiście niewidoczne, trudno jest zatem określić, czy odległa planeta rzeczywiście je posiada. Uczeni szukają jednak sposobu, aby jakoś je zobaczyć. Szukają planet, które krążą bardzo blisko swoich gwiazd i są wielkości podobnej do Ziemi. Planety te są zwykle zbyt blisko swoich gwiazd, aby – jak sądzą badacze – mogło się na nich rozwinąć życie, ale ponieważ znajdują się aż tak blisko, przebijają się też przez materiał i emisję związaną z gwiazdą podczas ruchu po swoich orbitach. Jeżeli planeta ma pole magnetyczne i przedziera się przez wystarczająco dużą ilość materiału swojej gwiazdy, w efekcie taka gwiazda zaczyna emitować silne fale radiowe.
Mały czerwony karzeł YZ Ceti i jego egzoplaneta YZ Ceti b stanowiły pod tym względem idealny układ do prób zaobserwowania takiego zjawiska, ponieważ planeta znajduje się tak blisko gwiazdy, że okrąża ją w zaledwie kilka dni. Dla porównania, planeta mająca najkrótszą orbitę w Układzie Słonecznym, Merkury, okrąża Słońce w 88 dni. Gdy plazma gwiazdy YZ Ceti odbija się od pola magnetycznego planety, oddziałuje w rezultacie z polem magnetycznym samej gwiazdy, która generuje fale radiowe – wystarczająco silne, by można je było obserwować z Ziemi. Moc tych fal radiowych może być następnie zmierzona, co pozwala naukowcom określić, jak silne może być pole magnetyczne planety.
Zorze polarne w innej części Galaktyki?
Wysokoenergetyczne cząsteczki słoneczne i powtarzające się potężne wyrzuty słonecznej plazmy odpowiadają za tak zwaną pogodę słoneczną w otoczeniu Ziemi. Te wyrzuty materii ze Słońca mogą przy tym zakłócać globalną łączność i powodować zwarcia w zaawansowanej elektronice sztucznych satelitów, a nawet skutecznie wyłączyć prąd na dużych obszarach. Interakcja pomiędzy pogodą kosmiczną i ziemskim polem magnetycznym oraz atmosferą powoduje jednak także coś znacznie przyjemniejszego: zjawisko zorzy polarnej. Oddziaływania pomiędzy YZ Ceti b a jej gwiazdą również powodują powstawanie w układzie zorzy, ale z pewną istotną różnicą: zorza występuje tam na samej gwieździe.
W rzeczywistości widzimy zorzę na gwieździe – to właśnie ta emisja radiowa – wyjaśnia Pineda. Na planecie również powinna przy tym występować zorza, o ile planeta ma własną atmosferę.
Członkowie zespołu zgadzają się co do tego, że choć YZ Ceti b jest jak dotąd najlepszym kandydatem na skalistą egzoplanetę z własnym polem magnetycznym, sprawa nie jest jeszcze przesądzona. To naprawdę może być to, ale zapewne będzie jeszcze wiele badań uzupełniających nim pojawi się naprawdę mocne potwierdzenie obecności fal radiowych generowanych przez tego rodzaju planetę – podsumowuje Villadsen .
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Do Earth-like exoplanets have magnetic fields? Far-off radio signal is promising sign
- Coherent radio bursts from known M-dwarf planet-host YZ Ceti
Źródło: NSF
Na ilustracji: Wizja artystyczna interakcji pomiędzy egzoplanetą a jej gwiazdą. Plazma emitowana z gwiazdy jest odchylana przez pole magnetyczne egzoplanety, a następnie oddziałuje z polem magnetycznym gwiazdy, powodując zorzę polarną na gwieździe i emisję fal radiowych. Źródło: National Science Foundation/Alice Kitterman
