Bild https://www.eso.org Konstnärs tolkning av en exoplanet med magnetfält (Källa: ESO/M. Kornmesser, L. Calçada)
En grupp astronomer har funnit de starkaste bevisen hittills av att vissa planeter bortom vårt solsystem kan ha magnetfält likt jordens. Med hjälp av Europeiska sydobservatoriets Very Large Telescope (ESO:s VLT i Chile) och Gemini North-teleskopet på Hawaii mätte forskarna vindhastigheterna på sju heta, Jupiterlika exoplaneter. Observationerna visade att vindarna på dessa planeter troligen påverkas av magnetfält. Detta är den första trovärdiga mätningen av magnetfält på planeter utanför vårt solsystem.
”Detta genombrott öppnar ett helt nytt fönster av exoplanetforskning. Det är första gången vi kan mäta de magnetiska egenskaperna av andra världar. Ett viktigt steg mot att slutligen förstå vilka planeter som kan behålla sitt vatten och kanske till och med någon dag hysa liv som vi känner det”, beskriver Julia Seidel, astronom vid Laboratoire Lagrange, Observatoire de la Côte d’Azur i Frankrike och huvudförfattare till studien som publicerades nyligen i Nature Astronomy (se nedan).
Jordens magnetfält påverkar atmosfären på komplext sätt och är därför en nyckel till att förstå vad som får en planet lämplig för liv. Magnetfält finns också kring andra planeter i vårt solsystem som Jupiter och Saturnus. Men under de senaste 15 åren har ingen lyckats mäta styrkan hos magnetfältet på exoplaneter förrän nu.
Forskargruppen försökte dock inte direkt mäta planeternas magnetfält, utan snarare vindar. De uppmätte vindhastigheter på sju exoplaneter kring olika stjärnor: gasjättar som Jupiter som alla är tidvattenbundna till sin stjärna och kretsar mycket nära dem. På samma sätt som vi bara ser den ena halvan av månen från jorden vänder dessa planeter alltid samma sida mot sin sol vilket resulterar i en stekhet dagsida och en iskall nattsida. Denna temperaturskillnad skapar ett klimat som är helt olikt det på jorden och ger extremt starka vindar. Vindhastigheterna på de observerade planeterna varierade från cirka 7 200 km/h till över 25 000 km/h som jämförelse når de snabbaste vindarna på Jupiter hastigheter av cirka 1500 km/h.
"Inledningsvis försökte vi undersöka om de atmosfäriska vindarna betedde sig på samma sätt på alla heta Jupiterliknande planeter", förklarar Seidel, som tidigare varit astronom vid ESO i Chile. För sina mätningar använde teamet data dels från ESPRESSO-instrumentet på ESO:s VLT i den chilenska Atacamaöknen, dels från ett liknande instrument på Gemini North-teleskopet på Hawaii i USA (VLT är ett ESO-teleskop medan Gemini North är ena halvan av International Gemini Observatory, som delvis finansieras av U.S. National Science Foundation (NSF) och drivs av NSF NOIRLab).
När forskarna studerade hur vindhastigheterna varierade med planeternas temperaturer såg de ett mycket spännande mönster framträda ju varmare planet, desto långsammare vindhastigheter. ”Detta är helt kontraintuitivt eftersom, allt annat lika, heta planeter har mer energi för att accelerera vindarna! Någon process måste alltså sakta ner vindhastigheterna på de varmare objekten”, beskriver studiens medförfattare Vivien Parmentier, professor vid Laboratoire Lagrange.
Astronomernas mest logiska förklaring av detta mysterium är närvaron av ett planetomfattande magnetfält då sådana fält kan fungera som en broms och sänka farten på laddade partiklar i atmosfären. Observationerna gjorde det således möjligt för forskarna att dra slutsatser om magnetfältets styrka i var och en av de studerade planeterna. De fann att fälten var jämförbara i styrka med de som finns kring planeterna i vårt solsystem och ungefär fyra gånger så starka som Saturnus fält eller ungefär hälften så starka som Jupiters magnetfält.
Så starka magnetfält bör påverka mer än bara vindarna på dessa avlägsna planeter. ”Här på jorden känner vi till de vackra norr- och sydskenen. De bildas när partiklar från solen träffar jordens magnetfält och styrs mot polerna, där de kolliderar med gaser i atmosfären och skapar färggranna ljusfenomen i grönt, rosa och lila”, förklarar studiens medförfattare Bibiana Prinoth, tidigare doktorand vid Lunds universitet och numera astronom vid ESO i Garching, Tyskland. På de studerade exoplaneterna skulle de magnetiskt drivna norrskenen kunna vara än mer dramatiska.
Astronomerna ser ivrigt fram emot färdigställandet av ESO:s Extremely Large Telescope, som kommer att kunna karakterisera inte bara stora Jupiterliknande exoplaneter utan även mindre planeter av jordens storlek, och möjligen även upptäcka gaser som ger upphov till norrsken. Prinoth avslutar med orden ”Jag gillar att tänka mig att vissa av dessa världar har en himmel fylld inte bara av stjärnor utan även stora ridåer av färgglatt ljus som dansar över planeten, som till hälften har evig dag och till hälften oändlig natt.”
För min del misstänker jag att de flesta planeter har ett magnetfält av starkare eller mindre starkt slag än jordens.
Vilka alla forskare var som deltog kan man utläsa här
