"Габбл" впервые увидел магнитосферу в экзопланете. Это теплый Нептун
Космическому телескопу "Габбл" понадобилось шесть транзитов теплого нептуна HAT-P-11b вокруг своей карликовой звезды, чтобы заметить в экзопланете магнитосферу. Прямыми доказательствами стали ионизированные частицы водорода и углерода, покидающие планету, позволяющие обнаружить протяженное магнитное поле и плазмосферу. О первом увиденном "Габблом" магнитном поле в экзопланеты ученые сообщили в Nature Astronomy.
Как увидеть магнитосферу у планеты?
Все планеты в Солнечной системе кроме Венеры имеют магнитное поле или имели его в прошлом. Но несмотря на то, что сегодня известно несколько тысяч экзопланет, до сих пор нам не удавалось непосредственно увидеть в них магнитосферу. Хотя, если судить по нашей собственной Солнечной системе, магнитосферу в экзопланете может выдать исходящее от нее радиоизлучение, а также необычные особенности ее транзитов по диску своей звезды.
Взаимодействие звезда-планета приведет к изменению магнитосферы: звездный ветер способен восполнить плазмосферу планеты (внутреннюю область магнитосферы) ионизированным газом, что может изменить продолжительность транзита. Однако до сих пор нельзя было однозначно связать такие наблюдения с наличием у экзопланета магнитосферы.
В опубликованной статье группа астрономов из Института астрофизики в Париже сообщила результаты наблюдений телескопа Габбл в ультрафиолетовом диапазоне с помощью спектрографов STIS и COS. Он увидел шесть транзитов похожей на Нептун планеты HAT-P-11b, во время которых удалось увидеть магнитное поле, создаваемое ею.
Что это за планета?
HAT-P-11b - это теплая (около 870 кельвинов), не очень массивная планета массой 0,08 массы Юпитера, вращающаяся вокруг активной звезды-карлика главной последовательности на расстоянии 0,04 астрономической единицы. Впрочем, этот теплый нептун - один из немногих экзопланет с малой массой, в нижних слоях атмосферы которой обнаружили воду. "Габбл" следил за HAT-P-11b в 2016-2017 годах.
Сравнивая звездные спектры перед прохождением планеты по диску звезды со спектрами во время транзита, астрономы заметили значительное поглощение HAT-P-11b линий водорода, гелия, углерода и кислорода. Наблюдения повторялись, так что не были связаны с активностью звезды. Так, отслеживая распределение нейтральных водорода и кислорода, а также ионизированного углерода вблизи экзопланеты, удалось установить - она окружена плазмосферой и имеет протяженный хвост содержащей ионы магнитосферы и тянется на 1,8-3,1 астрономической единицы.
Также по новым данным оказалось, что металличность HAT-P-11b в шесть раз больше солнечной и втрое больше, чем металличность ее родительской звезды. Напряженность экваториального магнитного поля HAT-P-11b оценили примерно в 1-5 гаусов. Таким образом, свойства HAT-P-11b больше похожи на юпитерианские, чем на планеты, похожие на Нептун, несмотря на его небольшую массу. Интересно, что по новым данным металличность и напряженность магнитного поля планеты противоречат моделированию эволюции HAT-P-11b, где она была в 56 раз более металлической, чем Солнце.
Разрешить противоречия с предыдущими моделями ученые предлагают, просмотрев параметры для моделирования. Например: массы ядра, время образования планеты, расстояния от звезды, наличия вблизи планеты с массой Юпитера и т. д. К ним предлагают добавить модели, расширенные на недра планет, к ядру, чтобы была возможность оценить динамо-процессы. Источником энергии для необходимой конвекции может быть первоначальное тепло планеты, что позволит тяжелым элементам спускаться в ядро.
