Как обнаружить магнитные поля вокруг экзопланет? Ученые дали ответ

Магнитные поля играют важную, хотя и не всегда очевидную роль в формировании и эволюции планетарных систем.

Магнитное поле защищает атмосферу планеты от солнечного ветра, стабилизирует климат и даже может влиять на погодные процессы — например, известна роль магнитных полей в гигантских штормах на Юпитере. Без мощного магнитного поля планета может превратиться в пустыню, как это произошло с Марсом. Однако пока что наше понимание связанных с ним процессов ограничено восемью планетами Солнечной системы. Новое исследование меняет существующее положение и позволяет сделать шаг к изучению магнитных полей экзопланет.

Группа ученых из Европы, США, Индии и ОАЭ разработала подходы, которые позволят обнаруживать и анализировать магнитные поля планет за пределами Солнечной системы. Основных методов два: прямой и косвенный. Прямой метод предполагает изучение взаимодействия света с магнитными полями через так называемые эффекты Ханле и Зеемана. Косвенный — анализ «горячих точек» в атмосфере звезды-хозяина, которые возникают на почве взаимодействия ее магнитного поля с полем планеты.

Прямое наблюдение основывается на регистрации фотонов, которые проходят через атмосферу экзопланеты в момент ее транзита перед звездой. Это популярный способ выявления самих экзопланет, то есть, накопленные данные можно использовать повторно. Эффект Ханле возникает, когда свет изменяется под действием магнитного поля, особенно если оно ориентировано перпендикулярно линии обзора. Поляризованный свет поглощается атомами гелия, формируя четкую спектральную линию на длине волны 1083 нанометра — так называемый триплет гелия. Особенность этого эффекта в том, что он чувствителен даже к слабым магнитным полям, что позволяет изучать объекты с полями слабее земного.