Gökbilimciler, güneş sistemimizin dışındaki bir gezegende bir manyetik alanın ilk belirtisini tespit ettiler.

Sanatçının, Dünya’dan Güneş’e olan uzaklığın yirmide biri kadar ev sahibi yıldızının yörüngesinde dönen bir ötegezegen olan HAT-P-11b’ye ilişkin izlenimi. Kredi: Dennis Bagram/Cenevre Üniversitesi

Araştırmacılar, güneş sistemimizin dışındaki bir gezegeni çevreleyen manyetik alanın ilk imzasını belirlediler. Dünyanın manyetik alanı, güneş rüzgarı olarak bilinen güneşten gelen enerjik parçacıklara karşı bir kalkan görevi görür. Manyetik alanlar diğer gezegenlerde de benzer roller oynayabilir.

Uluslararası bir gökbilimciler ekibi, Hubble uzay teleskobu Güneş sistemimizin dışındaki bir gezegende bir manyetik alanın imzasını keşfetmek. Dergide bir araştırma makalesinde açıklanan sonuç doğal astronomiBir dosyada ilk kez böyle bir özellik görülüyor güneş dışı gezegen.

Manyetik alan, gezegeni çevreleyen ve ondan uzun bir kuyruk halinde akan geniş bir yüklü karbon parçacıkları bölgesinin gözlemlerini en iyi şekilde açıklar. Manyetik alanlar, gezegenlerin atmosferlerini korumada önemli bir rol oynar, bu nedenle dış gezegenlerden manyetik alanları tespit edebilmek, bu yabancı dünyaların neye benzeyebileceğini daha iyi anlamak için önemli bir adımdır.

Ekip, dış gezegen HAT-P-11b’yi gözlemlemek için Hubble’ı kullandı. NeptünDünya’dan 123 ışıkyılı uzaklıkta olan gezegen, “geçiş” olarak bilinen olayda altı kez ev sahibi yıldızının tam karşısından geçer. Gözlemler, insan gözünün görebildiğinin ötesindeki ultraviyole ışık spektrumunda yapıldı.

Hubble, manyetosfer olarak bilinen gezegeni çevreleyen karbon iyonları (manyetik alanlarla etkileşime giren yüklü parçacıklar) keşfetti. Manyetosfer, vücudun ev sahibi yıldızdan yayılan güneş rüzgarı ile etkileşimi tarafından oluşturulan bir gök cismi (Dünya gibi) etrafındaki bir bölgedir.

Hubble’ın dış gezegen HAT-P-11b’yi çevreleyen ve uzun bir kuyrukta akıp giden yüklü karbon parçacıklarının geniş bir bölgesine ilişkin gözlemleri, güneş sistemimizin dışındaki bir gezegende bu tür ilk keşif olan manyetik alanıyla en iyi şekilde açıklanabilir. Gezegen, merkeze yakın küçük bir daire olarak tasvir edilmiştir. Karbon iyonları geniş bir alanı doldurur. Maksimum kapsamı gösterilmeyen manyetik kuyrukta, iyonlar saatte yaklaşık 100.000 mil gözlemlenen ortalama hızlarla kaçarlar. 1 AU, Dünya ile Güneş arasındaki mesafeye eşittir. Kredi: Lotfi Bengavel / Astrofizik Enstitüsü, Paris

Arizona Üniversitesi’nin Ay ve Gezegen Laboratuvarı’nda doçent olan Gilda Pallister, “Güneş sistemimizin dışındaki bir gezegende ilk kez bir ötegezegenin manyetik alan imzası doğrudan tespit edildi” dedi. kağıt. yazarlar. “Dünya gibi bir gezegendeki güçlü bir manyetik alan, atmosferini ve yüzeyini güneş rüzgarını oluşturan enerjik parçacıkların doğrudan bombardımanından koruyabilir. Bu süreçler, Dünya gibi bir gezegendeki yaşamın gelişimini büyük ölçüde etkiler çünkü manyetik alan canlıları korur. bu enerjik parçacıklardan.”

HAT-P-11b’nin manyetosferinin keşfi, bir ötegezegenin yaşanabilirliğinin daha iyi anlaşılmasına yönelik önemli bir adımdır. Araştırmacılara göre, güneş sistemimizdeki tüm gezegenlerin ve uyduların kendi manyetik alanları yoktur ve manyetik alanlar ile bir gezegende yaşanabilirlik olasılığı arasındaki bağlantının hala daha fazla araştırılması gerekmektedir.

Pallister, “HAT-P-11b’nin çok heyecan verici bir hedef olduğu kanıtlandı, çünkü Hubble’ın ultraviyole geçiş gözlemleri, gezegenin etrafında uzanan iyonik bir bileşen ve uzun bir kaçak iyon kuyruğu olarak görülen bir manyetosferi ortaya çıkardı” dedi. Çeşitli ötegezegenlerdeki manyetosferleri tespit etmek ve potansiyel yaşanabilirlikteki rollerini değerlendirmek için genel yöntem.

HAT-P-11b’yi gözlemleyen Hubble Uzay Teleskobu programlarından birinin baş araştırmacısı olan Pallister, ultraviyole çalışmaları için bu özel hedefin seçilmesine katkıda bulundu. Ana keşif, yalnızca gezegenin çevresindeki bölgede değil, aynı zamanda gezegenden saatte ortalama 100.000 mil hızla akan uzun bir kuyrukta da karbon iyonlarının gözlemlenmesiydi. Kuyruk, Dünya ile Güneş arasındaki mesafe olan en az bir astronomik birim için uzaya ulaştı.

Gazetenin ilk yazarı Paris’teki Astrofizik Enstitüsü’nden Lotfi Bengavel liderliğindeki araştırmacılar, gezegenin üst atmosfer bölgeleri ve gelen güneş rüzgarı ile manyetik alan arasındaki etkileşimleri modellemek için 3D bilgisayar simülasyonları kullandılar.

“Tıpkı Dünya’nın manyetik alanı ve yakın uzay ortamının, saatte 900.000 mil hızla hareket eden yüklü parçacıklardan oluşan güneş rüzgarını etkilemesi gibi, HAT-P-11b’nin manyetik alanı ile yakın uzay arasında etkileşimler vardır. Ballster, yıldızından gelen güneş rüzgarı ile çevreyi açıkladı. Ev sahibi, bunlar çok karmaşık.

Dünyanın manyetosferindeki fizik ve HAT-P-11b aynıdır; Bununla birlikte, bir ötegezegenin yıldızına yakınlığı – Dünya’dan Güneş’e olan mesafenin sadece yirmide biri – üst atmosferin ısınmasına ve esasen uzayda “kaynamasına” neden olarak manyetik kuyruğun oluşumuna yol açar.

Araştırmacılar ayrıca HAT-P-11b’nin atmosferik metalikliğinin – hidrojen ve helyumdan daha ağır bir nesnedeki kimyasal elementlerin sayısı – beklenenden daha düşük olduğunu buldular. Güneş sistemimizde buzlu gaz gezegenleri, Neptün ve Uranüs, mineraller açısından zengin, ancak zayıf manyetik alanlara sahipken, çok daha büyük gazlı gezegenler, Jüpiter Ve SatürnDüşük metallere ve güçlü manyetik alanlara sahiptir. Yazarlar, HAT-P-11b’nin düşük atmosferik metallerinin mevcut dış gezegen oluşum modellerine meydan okuduğunu söylüyor.

Pallister, “HAT-P-11b, Jüpiter’in kütlesinin yalnızca %8’i olmasına rağmen, ötegezegenin Neptün’den çok küçük Jüpiter’e benzediğini düşünüyoruz.” Dedi. “HAT-P-11b’de gördüğümüz atmosferik bileşim, bazı ötegezegenlerin genel olarak nasıl oluştuğuna dair mevcut teorileri geliştirmek için daha fazla çalışmaya ihtiyaç olduğunu gösteriyor.”

Referans: Lutfi Ben Javel, Gilda E. Palestre, Antonio García Muñoz, Panagiotis Lavas, David K. Singh, George Sanz-Forkada, Ofer Cohen, Tiffany Kataria, Gregory W. Henry, Lars Buchhav, Thomas Michal Evans, Hannah R. Wakeford ve Mercedes Lopez Morales, 16 Aralık 2021, Buradan ulaşabilirsiniz. doğal astronomi.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01505-x

Hubble Uzay Teleskobu, uluslararası bir işbirliği projesidir. NASA ve Avrupa Uzay Ajansı. Gözlemler, aşağıdaki programlar aracılığıyla yapılmıştır: HAT-P-11b’ye adanmış Küçük HST Programı #14625 (Baş Araştırmacı Gilda E. Ballester) ve PanCET adlı Hazine HST Programı #14767: Exoplanet Karşılaştırmalı Pankromatik Hazine Programı (Principal Investigators David K. Singh ve Mercedes Lopez Morales).

“Neptün Boyutunda Bir Ötegezegenin Güçlü Manyetizma ve Kötü Metalik Atmosferinin İşaretleri” başlıklı makale, derginin 16 Aralık sayısında yayınlandı. doğal astronomi. Ballester ve Ben-Jaffel’e ek olarak ortak yazarlar Antonio García Muñoz, Panagiotis Lavas, David K. Wakeford ve Mercedes Lopez Morales.