Magnetosfär hittad runt en exoplanet.

 

Magnetosfären runt Jorden är oerhört viktig som skydd mot kosmisk strålning inklusive solens farliga uvstrålning för oss människor. Ja livet överhuvudtaget på Jorden. Se mer om detta i mitt inlägg av den 24 dec.

Nu har den första exoplaneten därute med  en magnetosfär detekterats. Det gör planeten högintressant för ytterlig undersökning. Det var ett internationellt team av astronomer vilka använde data från rymdteleskopet Hubble med syftet att leta efter signaturen av magnetfält runt planeter utanför vårt solsystem som upptäckten gjordes.

Fyndet beskrivs i en artikel i tidskriften Nature Astronomy. Ett magnetfält förklaras bäst från observationerna i en region av laddade kolpartiklar som omger denna planet och som visar sig strömmande bort från den i en lång svans. Magnetfält spelar en avgörande roll även för att skydda planeters atmosfär så förmågan att upptäcka exoplaneters magnetfält är ett viktigt steg mot att bättre förstå om  främmande världar kan ha liv livsformer vilket med vår nuvarande kunskap fodrar en magnetosfär i skyddande syfte runt planeten.

Exoplaneten är en planet med en magnetosfär (den första som upptäckts ha detta)  HAT-P-11b (Kepler-3b), en planet i Neptunus storlek vilken finns 123 ljusår från jorden i riktning mot svanens stjärnbild. Hubble undersökte skuggan av planeten då den passerade framför sin sol sex gånger i vad som kallas dess "transit". Observationerna gjordes i det ultravioletta ljusspektrumet vilket är precis bortom vad det mänskliga ögat kan se.

"Även om HAT-P-11bs massa endast är 8% av Jupiters tror vi att exoplaneten mer liknar en mini-Jupiter än en Neptunus", säger Ballester adjungerad forskningsprofessor vid University of Arizona Lunar and Planetary Laboratory. "Den atmosfäriska kompositionen vi ser över HAT-P-11b tyder på att ytterligare undersökning behövs för att förfina aktuella teorier om hur vissa exoplaneter bildas." Hur vissa planeter får en magnetosfär (min anm.).

 

Hubble upptäckte här koljoner – laddade partiklar som interagerar med ett magnetfält – som omger planeten en magnetosfär. En magnetosfär är en region runt ett himmelskt objekt (såsom jorden) som bildas genom objektets interaktion med solvinden  i ett solsystem. "Det här är första gången signaturen av en exoplanets magnetfält har upptäckts direkt över en planet utanför vårt solsystem", säger Gilda Ballester.

 

Bild vikipedia på en skiss över Jordens magnetosfär. Solvinden är riktad från vänster till höger.

Jordens magnetosfär anledningen till månens vatten?

 

Före Apollofärderna ansågs månen vara en torr öken på grund av rymdmiljöns extrema temperatur och tomhet. Sedan dess har det i flera studier visats att månen har vatten och is i skuggade polära kratrar. Vatten bundet i vulkaniska stenar och oväntat rostiga järnavlagringar i månens mark.

Teorin hittills är att positivt laddade vätejoner som drivs av solvinden bombarderar månens yta och spontant reagerar så att vatten bildas (som hydroxyl (OH) och molekylärt (H-2O)). Men i en ny multinationell studie publicerad i Astrophysical Journal Letters föreslås nu att solvinden inte är den enda källan till vattenbildande joner. Här visas att även partiklar från jorden kan bilda vatten på månen och det innebär att även andra planeter också kan bidra med vatten till sina satelliter (månar).

Vatten är mycket vanligare i rymden än astronomer trodde tidigare. Det finns  på ex Mars yta, Jupiters månar, i Saturnus ringar, kometer, asteroider och även långt därute på Pluto. Det har vatten även upptäckts i gasmoln långt utanför vårt solsystem.

Det antogs tidigare att vatten införlivades i dessa objekt under bildandet av solsystemet. Men i dag finns bevis på att vatten i rymden är mycket mer dynamisk. Även om solvinden är en trolig källa för månens ytvatten enligt datorsimulering förutspås att vatten som från Jorden avdunstat och försvunnet finns på hög latitud över månen och detta skeende inträffar under de cirka tre dagar av fullmåne när vattnet passerar inom jordens magnetosfär. Genom att jämföra en tidsserie av kartor av vattenytan före, under och efter magnetosfärens transitering (under fullmånens sken) säger forskarna att månens vatten kan fyllas på genom flöden av magnetosfäriska joner som de benämner "Earth wind."

Förekomsten av dessa från jorden härledda joner nära månen bekräftades av Kaguya satelliten då THEMIS-ARTEMIS satellitobservationer användes för att profilera de utmärkande dragen av joner i solvinden jämfört med de inom magnetosfären från Jordens avdunstning. Vid tidigare Kaguya-observationer skedda under fullmånens sken upptäcktes höga koncentrationer av syreisotoper som läckte ut ur jordens ozonskikt och som fanns inbäddade i månens markyta som kommit från ett överflöd av vätejoner i vår planets stora utökade atmosfär. Den så kallade exosfären.  

Dessa kombinerade flöden av magnetosfärens partiklar är fundamentalt olika från dem i solvinden. Således motbevisar den senaste upptäckten av ytvatten i denna studie avskärmningshypotesen och föreslår istället att magnetosfären i sig skapar en "vattenbro" som kan fylla på månens vatten. Mot bakgrund av dessa fynd kan framtida studier av solvinden och planetariska vindar avslöja mer om utvecklingen av vatten i vårt solsystem och de potentiella effekterna av sol- och magnetosfäraktivitet på andra månar och planetariska kroppar.

 

Bild: Från vikipedia. Fantasifull illustration av hur jordens magnetosfär omsluter jorden och påverkas av solvinden: i verkligheten är magnetosfären osynlig.