Gasreuzen die dicht bij andere sterren draaien, hebben krachtige magnetische velden, vele malen sterker dan onze eigen Jupiter, volgens een nieuwe studie door een team van astrofysici. Het is voor het eerst dat de sterkte van deze velden is berekend op basis van waarnemingen.

Het team, onder leiding van Wilson Cauley van de Universiteit van Colorado, omvat ook universitair hoofddocent Evgenya Shkolnik van de School of Earth and Space Exploration van de Arizona State University. De andere onderzoekers zijn Joe Llama van de Northern Arizona University en Antonino Lanza van het Astrophysical Observatory of Catania in Italië. Hun rapport werd op 22 juli gepubliceerd in Natuurastronomie .

"Onze studie is de eerste die waargenomen signalen gebruikt om magnetische veldsterkten van exoplaneten af ​​te leiden, " zegt Shkolnik. "Deze signalen lijken afkomstig te zijn van interacties tussen de magnetische velden van de ster en de strak om de aarde draaiende planeet."

Vele werelden

Meer dan 3, 000 exoplaneetsystemen met meer dan 4, Sinds 1988 zijn er 000 planeten ontdekt. ​​Veel van deze sterrenstelsels bevatten wat astronomen 'hete Jupiters' noemen. Dit zijn massieve gasplaneten waarvan wordt aangenomen dat ze op Jupiter van de zon lijken, maar op korte afstand om hun sterren draaien. typisch ongeveer vijf keer de diameter van de ster, of ongeveer 20 keer de afstand van de maan tot de aarde.

Zulke planeten reizen ruim binnen het magnetische veld van hun ster, waar interacties tussen het planetaire veld en de stellaire continu en sterk kunnen zijn.

Eerdere studies, het team zegt, bovengrenzen hebben gesteld aan de magnetische velden van exoplaneten, bijvoorbeeld uit radiowaarnemingen of puur uit theorie afgeleid.

"We combineerden metingen van verhoogde stellaire emissie van de magnetische ster-planeet-interacties samen met de natuurkundige theorie om de magnetische veldsterkten voor vier hete Jupiters te berekenen, ", zegt hoofdauteur Cauley.

De magnetische veldsterkten die het team vond, variëren van 20 tot 120 gauss. Ter vergelijking, Het magnetisch veld van Jupiter is 4,3 gauss en de veldsterkte van de aarde is slechts een halve gauss, hoewel dat sterk genoeg is om kompassen wereldwijd te oriënteren.

Activerende activiteit

De astrofysici gebruikten telescopen in Hawaï en Frankrijk om met hoge resolutie waarnemingen te doen van emissie van geïoniseerd calcium (Ca II) in de moedersterren van de vier hete Jupiters. De emissie komt van een hete ster, magnetisch verwarmde chromosfeer, een dunne laag gas boven het koelere stellaire oppervlak. Dankzij de waarnemingen kon het team berekenen hoeveel energie er vrijkwam bij de calciumemissie van de sterren.

zegt Shkolnik, "We hebben de vermogensschattingen gebruikt om magnetische veldsterkten voor de planeten te berekenen met behulp van een theorie voor hoe de magnetische velden van de planeten interageren met de stellaire magnetische velden."

Cauley legt uit, "Magnetische velden verkeren graag in een staat van lage energie. Als je het veld draait of uitrekt als een rubberen band, dit verhoogt de energie die in het magnetische veld wordt opgeslagen." Hete Jupiters draaien heel dicht bij hun moedersterren en dus kan het magnetische veld van de planeet het magnetische veld van de ster verdraaien en uitrekken.

"Wanneer dit gebeurt, "Cauley zegt, "energie kan vrijkomen als de twee velden opnieuw verbinden, en dit verwarmt de atmosfeer van de ster, verhoging van de calciumemissie."

Diep peilen

Astrofysici hebben vermoed dat hete Jupiters, zoals onze eigen Jupiter, hebben magnetische velden diep in hen geproduceerd. De nieuwe waarnemingen bieden de eerste sonde van de interne dynamiek van deze massieve planeten.

"Dit is de eerste schatting van de magnetische veldsterkten voor deze planeten op basis van waarnemingen, dus het is een enorme sprong in onze kennis, " merkt Shkolnik op. "Het geeft ons een beter begrip van wat er binnen deze planeten gebeurt."

Ze voegt eraan toe dat het ook onderzoekers zou moeten helpen die de interne dynamo's van hete Jupiters modelleren. "We wisten niets over hun magnetische velden - of andere magnetische velden van exoplaneten - en nu hebben we schattingen voor vier echte systemen."

Verrassend krachtig

De veldsterkten, het team zegt, zijn groter dan je zou verwachten als je alleen kijkt naar de rotatie en leeftijd van de planeet. De standaard dynamotheorie van planetaire magnetische velden voorspelt veldsterkten voor de bemonsterde planeten die veel kleiner zijn dan wat het team vond.

In plaats daarvan, de waarnemingen ondersteunen het idee dat planetaire magnetische velden afhankelijk zijn van de hoeveelheid warmte die door het binnenste van de planeet beweegt. Omdat ze veel extra energie opnemen van hun gastheersterren, hete Jupiters zouden grotere magnetische velden moeten hebben dan planeten met een vergelijkbare massa en rotatiesnelheid.

"We zijn verheugd om te zien hoe goed de grootte van de veldwaarden overeenkwam met die voorspeld door de interne warmtefluxtheorie, "zegt Shkolnik. "Dit kan ons ook helpen om te werken aan een beter begrip van magnetische velden rond gematigde rotsachtige planeten."