Астрономы впервые наблюдают радиационный пояс и полярное сияние за пределами Солнечной системы
Возможность наблюдать магнитные поля у звезд и экзопланет имеет важное значение, поскольку наличие магнитосферы защищает планету от жесткого излучения и повышает вероятность развития жизни
Астрономы описали первый радиационный пояс, наблюдаемый за пределами Солнечной системы. Для получения изображений высокого разрешения потребовалась скоординированная работа 39 радиотелескопов от Гавайев до Германии. Изображения радиоизлучения от ультрахолодного карлика LSR J1835+3259 (он находится на расстоянии 18,5 световых года от Солнца) показывают наличие облака высокоэнергетических электронов, попавших в ловушку мощного магнитного поля небесного тела.
«Мы фактически создаем изображение магнитосферы нашего объекта, наблюдая радиоизлучающую плазму», — говорит Мелоди Као, первый автор работы.
Сильные магнитные поля образуют вокруг планеты «магнитный пузырь», называемый магнитосферой, который может захватывать и ускорять частицы до скорости, близкой к скорости света. Все планеты нашей Солнечной системы, имеющие такие магнитные поля, включая Землю, а также Юпитер и другие планеты-гиганты, имеют радиационные пояса, состоящие из этих высокоэнергетических заряженных частиц, захваченных магнитным полем планеты.
Радиационные пояса Земли представляет собой большие пончикообразные зоны высокоэнергетических частиц солнечного ветра, захваченных магнитным полем. Большинство частиц в поясах Юпитера образуются из вулканов на его луне Ио. Но радиационный пояс ультрахолодного карлика, который наблюдали Као и ее команда, в 10 миллионов раз ярче, чем пояс Юпитера.
Частицы, отклоняемые магнитным полем к полюсам, при взаимодействии с атмосферой создают авроры («полярные сияния»), и команда Као также получила первое изображение, позволяющее точно указать местоположение авроры за пределами нашей Солнечной системы.
Ультрахолодный карлик LSR J1835+3259 относится к пограничному классу между звездами малой массы и массивными коричневыми карликами.
Сила и форма магнитного поля являются важным фактором при определении обитаемости планеты. «Когда мы думаем о пригодности экзопланет для обитания, роль их магнитного поля в поддержании стабильной окружающей среды необходимо учитывать в дополнение к таким факторам, как атмосфера и климат», — говорит Као.
Чтобы генерировать магнитное поле, внутреннее пространство планеты должно быть достаточно горячим, чтобы иметь электропроводящие жидкости, которыми в случае Земли является расплавленное железо в ее ядре. На Юпитере проводящей жидкостью является водород, находящийся под таким большим давлением, что он становится металлическим. Металлический водород, вероятно, также создает магнитные поля в коричневых карликах, говорит Као, в то время как в недрах звезд проводящей жидкостью является ионизированный водород.
Команда использовала массив, состоящий из 39 радиотелескопов, координируемых NRAO в США и радиотелескопом Эффельсберг, управляемым Институтом радиоастрономии Макса Планка в Германии.