İlk kez tahmin edilen ötegezegenin manyetik alanı 02.12.2014

Güneş sistemi dışındaki ilk gezegenin keşfinden bu yana geçen yirmi yılda, gökbilimciler 350'den fazla ötegezegen buldular ve çalışmalarında büyük bir adım attılar. Yirmi yıl önce, büyük olay basitçe yeni bir ötegezegenin keşfiydi ve şimdi astrofizikçiler atmosferlerinin yapısını ve kimyasal bileşimini, iklimini ve diğer özelliklerini inceliyorlar. Ve bazı durumlarda uyduları bile gözlemlenebilir.

Gezegenlerin önemli özelliklerinden biri manyetik alanlarıdır. Gezegenin atmosferinin davranışını etkiler, çünkü onu yıldız rüzgarının yıkıcı etkilerinden korur ve iyonize kısmı - iyonosfer ve manyetosfer ile etkileşime girer. Ek olarak, gezegenin kendisinin evrimini etkileyebilir.

Ötegezegenlerin manyetik alanının doğrudan gözlemlenmesi şu anda mümkün değil. Şimdiye kadar, manyetik alanı tahmin etmeyi de mümkün kılacak olan radyo emisyonlarını tespit etme girişimleri de başarısız oldu. Bununla birlikte, gayri resmi olarak Osiris olarak adlandırılan HD 209458b gezegeni incelenirken, manyetosferinin dışında, bir yıldızın etkisi altında gezegenin atmosferinden "buharlaşan" bir sıcak atomik hidrojen bulutu keşfedildi.

Hidrojen kabuğunun boyutu ve şekli, gezegenden gaz çıkışı ile bu bulutu havaya uçuran gelen yıldız proton rüzgarı arasındaki etkileşim ile belirlenir. Hidrojen bulutunun parametrelerini bilerek, belirli bir model kullanarak manyetosferin parametreleri ve bunun sonucunda manyetik alan parametreleri tahmin edilebilir.

Böyle bir değerlendirmenin yöntemi, şu anda Avusturya Bilimler Akademisi Uzay Araştırma Enstitüsü'nü temsil eden Rus fizikçileri içeren uluslararası bir bilim adamları ekibi tarafından önerildi, Kristina Kislyakova (eski adıyla Nizhny Novgorod Devlet Üniversitesi'nin bir çalışanı olan N.I. Lobachevsky) ve Maxim Khodachenko (aynı zamanda Moskova Devlet Üniversitesi, D.V. Skobeltsyn'in adını taşıyan SINP çalışanı). Onun yardımıyla, HD 209458b gezegeninin manyetik momentinin büyüklüğünü tahmin edebildiler. Araştırma sonuçları Science dergisinde yayınlandı.

Bilim adamları, gezegenin etrafında bir sıcak hidrojen bulutunun oluşumunu simüle ettiler ve bulutun gözlemlenen konfigürasyonunun, manyetik momentin ve yıldız rüzgar parametrelerinin yalnızca belirli bir değerine karşılık geldiğini gösterdi.
Modeli daha doğru hale getirmek için, astrofizikçiler yıldız rüzgarı ile gezegenin atmosferi arasındaki etkileşimi belirleyen çok sayıda faktörü hesaba kattılar: yıldız rüzgarı ve nötr atmosferik parçacıklar arasındaki sözde yeniden şarj ve iyonlaşma, yerçekimi etkileri, basınç , ışınımsal hızlanma, spektral çizgi genişlemesi.

209458 yılında Dünya'dan 1999 ışıkyılı uzaklıkta keşfedilen HD 150b gezegeni, yıldız diskinden geçerken görülebilen bilinen birkaç nesneden biri olduğu için en çok çalışılan ve yoğun olarak incelenen birkaç ötegezegen arasındadır. Aynı zamanda, bir yıldızın ışığı, gezegenin atmosferinden geçerek Dünya'ya gelir ve bu da yapısını ve kimyasal bileşimini spektral yöntemlerle incelemeyi mümkün kılar. Bilim adamları gözlemler için Hubble Uzay Teleskobu'nu kullandılar.

Simülasyonlar, gezegenin manyetosferinin nispeten küçük olduğunu, Jüpiter'in sadece %2,9'luk bir manyetik momentine karşılık gelen yaklaşık 10 gezegen yarıçapı olduğunu göstermiştir. Bu, bu gezegen için gezegensel dinamonun etkinliğinin ön tahminleriyle tutarlıdır.

Böyle küçük bir manyetik alan, ötegezegen HD 209458b'nin tipik bir sıcak Jüpiter, yani Jüpiter mertebesinde bir kütleye sahip, ancak yıldıza çok daha yakın bulunan bir gaz devi olması gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle, söz konusu ötegezegen, güneş sistemindeki Jüpiter'den 5 kat daha yakın ve hatta Güneş'e en yakın gezegen olan Merkür'den 100 kat daha yakın olan yıldızdan 10 milyon km'den daha az bir mesafede yer almaktadır. Yörünge süresi sadece 3,5 gün, kütlesi 0,7 Jüpiter kütlesi ve yarıçapı 1,4 Jüpiter kütlesidir.

Böyle bir gezegenin yörüngesi yıldıza çok yakın olduğu için, gezegenin dönüşünü yavaşlatan güçlü bir yerçekimi etkisi yaşar. Gezegensel dinamo teorisine göre, bir manyetik alan oluşumu gezegenlerin çekirdeklerinin dönüşü ile ilişkili olduğundan, gezegenin yavaş dönüşü zayıf manyetik alanlara yol açar.

Bilim adamları, manyetik alanı tahmin etmek için önerdikleri yöntemin, etraflarında yüksek enerjili bir hidrojen kabuğu varsa, Dünya'ya benzer olanlar da dahil olmak üzere tüm gezegenler için kullanılabileceğine inanıyorlar. Ötegezegenlerin yaklaşık %15'inin sıcak Jüpiter olduğunu belirtmekte fayda var.