Впервые в истории обнаружена магнитосфера у экзопланеты

Исследователи впервые нашли признаки существования магнитосферы у планеты, находящейся за пределами Солнечной системы. Напряженность магнитного поля у планеты HAT-P-11b, обращающейся вокруг одной из звезд созвездия Лебедя, оценивается в 1–5 гауссов (у Земли она равняется 0,25–0,65 гаусса).

Расположенная в 123 световых годах от Земли планета HAT-P-11b размером с Нептун обладает атмосферой. В 2014 году ученые обнаружили вокруг этой планеты сгустки водяного пара, что позволило им сделать выводы о возможном наличии биологической жизни на ней. В 2016 году слабые радиосигналы от этой планеты были интерпретированы как свидетельство гроз, бушующих в ее атмосфере. Они оказались настолько мощными, что самые большие грозы на Земле вызвали бы менее одного процента мощности сигнала, приходящего с планеты HAT-P-11b.

Группа Лотфи Бен-Яффеля (Lotfi Ben-Jaffel) из Института астрофизики в Париже проанализировала наблюдения HAT-P-11b в ультрафиолетовом диапазоне, сделанные космическим телескопом «Хаббл» в 2016 – 2017 годах во время шести транзитов планеты по диску своей звезды. Наблюдения выявили протяженную область, богатую ионами углерода, которые окружают HAT-P-11b и следуют за ней длинным хвостом, что лучше всего объясняется воздействием магнитного поля планеты. Этот хвост магнитосферы простирается на 1,8–3,1 астрономических единиц.

Lotfi Ben-Jaffel/Institute of Astrophysics, Paris

Исследователи также обнаружили, что металличность атмосферы HAT-P-11b — количество химических элементов тяжелее водорода и гелия — ниже ожидаемой. В Солнечной системе ледяные гиганты Нептун и Уран характеризуются высокой металличностью, но имеют слабые магнитные поля, в то время как гораздо более крупные газовые планеты, Юпитер и Сатурн, имеют низкую металличность и сильные магнитные поля. По словам авторов, низкая атмосферная металличность HAT-P-11b бросает вызов современным моделям образования экзопланет. «Хотя масса HAT-P-11b составляет всего 8 % от массы Юпитера, мы думаем, что экзопланета больше похожа на мини-Юпитер, чем на Нептун, — говорит Гильда Баллестер (Gilda Ballester) из Университета Аризоны. — Атмосферный состав, который мы видим на HAT-P-11b, указывает, что необходимо провести дополнительную работу для уточнения существующих теорий о том, как в целом образуются определенные экзопланеты».

Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.