Šokující prostředí horkých Jupiterů

Planety typu Jupiteru obíhající kolem jiných hvězd jsou nejčastěji objevovaným typem exoplanet. Zpravidla jsou však nacházeny ve velmi malých vzdálenostech – podobných jako vzdálenosti terrestrických planet od Slunce, a nebo ještě podstatně menších. To z nich činí objekty, které ve skutečnosti nejsou Jupiteru tak podobné, jak by se z jejich označení mohlo zdát. Britští vědci nedávno prokázali, že i přes malou vzdálenost od hvězdy si exoplaneta udrží vlastní silné magnetické pole.

 

Vedoucí týmu britských astronomů, Dr. Aline Vidotto z University v Saint Andrews představil 18. dubna na konferenci v Llandudno ve Walesu nový model založený na pozorováních ze systému SuperWASP (Wide Angle Search for Planets). Nejprve si něco řekněme o exoplanetě samotné: roku 2008 byla u hvězdy WASP-12 objevena metodou tranzitní fotometrie exoplaneta WASP-12b. Je to planeta typu „horký Jupiter“. Její průměr se odhaduje na 250 000 km, tedy asi dvojnásobek našeho Jupiteru, ale kolem své hvězdy obíhá ve vzdálenosti jen 3,4 miliónu km (0,02 AU), tedy asi 10× blíž, než Merkur kolem Slunce. Oběžná doba této exoplanety je pouhých 26 hodin. Exoplaneta je svou hvězdou intenzivně zahřívána a vzhledem k silným slapům se u ní předpokládá vázaná rotace.

Při tak malé vzdálenosti od hvězdy dochází k silným interakcím mezi hvězdným větrem a magnetickým polem hvězdy na straně jedné a magnetickým polem exoplanety na straně druhé. Protože WASP-12b je jeden největších horkých Jupiterů, skýtá vynikající příležitost k pozorování těchto interakcí. Aby exoplaneta mohla mít silné magnetické pole, musí vnitřek exoplanety rotovat.

Skupina ze Saint Andrews nalezla důkaz, že exoplaneta WASP-12b skutečně silné magnetické pole má. Pozorování zákrytů ve viditelném světle a ultrafialovém záření uskutečněná Hubblovým teleskopem ve spolupráci s Open University vedla k zajímavému zjištění. V ultrafialovém záření nastává zákryt o něco dříve než ve viditelném. Původně to bylo vysvětlováno přítomností rozptýleného materiálu nacházejícího se kolem exoplanety, který exoplaneta ztrácí, a který dopadá na hvězdu. Numerické simulace však ukázaly, že planeta se vůči koróně hvězdy pohybuje nadzvukovou rychlostí. Následkem toho magnetopauza exoplanety za sebou vytváří podobnou rázovou vlnu jako nadzvukové letadlo. Magnetopauza horkých Jupiterů má tedy úplně jiný tvar, než magnetopauza Země. Rázová vlna tvořená exoplanetou je při rychlosti, hustotách a dalších parametrech zodpovědná za právě tak velký rozdíl v časech zákrytů, jaký je pozorován.

Dr. Aline Vidotto komentoval nový výsledek slovy: „Poloha rázové vlny představuje úžasný nový prostředek, jak měřit intenzitu magnetických polí exoplanet. Je to něco, co dosud nebylo žádným způsobem možné.“

Joe Llama, postgraduální student, který se staral o simulace rázové vlny, řekl: „Naše modely jsou schopny reprodukovat data z HST pro velký rozsah rychlostí. Při některých rychlostech by magnetopauzy a rázové vlny kolem horkých Jupiterů mohly být mnohem dál od exoplanet, než se dosud soudilo.“

Magnetopauza chrání atmosféru horkého Jupiteru před okolním agresivním prostředím. Tyto planety jsou soustavě bombardovány vysokoenergetickými nabitými částicemi hvězdného větru. To znamená, že jejich atmosféra může být erodována. Přítomnost vlastního magnetického pole exoplanety může erozi její atmosféry silně potlačit.

Přítomnost magnetického pole je považováno za jednu z vlastností, kterou musí mít planeta, aby na ní mohl existovat život. Na exoplanetě WASP-12b samozřejmě žádný život být nemůže, ale samotná skutečnost, že se podařilo detekovat projevy magnetického pole horkého Jupiteru je velký krok kupředu při výzkumu exoplanet.