צוות אסטרונומים מצא את הראיות החזקות ביותר עד כה לכך שכמה כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש שלנו עשויים להיות בעלי שדה מגנטי. באמצעות הטלסקופ הגדול מאוד בצ'ילה וטלסקופ ג'מיני צפון בהוואי, מדדו החוקרים את מהירויות הרוח בשבעה כוכבי לכת חוץ-שמשיים חמים מאוד ודמויי צדק. כל אחד מהם היה קשור לכוכב המארח שלו וקרוב אליו מאוד.
4 צפייה בגלריה
פעילות מגנטית בכוכב לכת חוץ-שמשי. כוכב הלכת הוא ענק גזים כמו צדק, אך הוא קרוב מאוד לכוכב המארח שלו. צד אחד תמיד פונה לכוכב וחם מאוד, בעוד שהצד השני קר מאוד. הפרש הטמפרטורות הזה יוצר רוחות מהירות הנושבות מצד היום לצד הלילה. השדה המגנטי של כוכב הלכת, המוצג בקווים כחולים, יכול להאט את הרוחות הללו
(איור: ESO/M. Kornmesser, L. Calçada)
מהתצפיות שנערכו עולה כי הרוחות על כוכבי לכת אלה נשלטות ככל הנראה על ידי שדות מגנטיים – המדידה המובהקת הראשונה של מגנטיות על כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש. "פריצת דרך זו פותחת צוהר חדש לחלוטין למחקר כוכבי לכת חוץ-שמשיים. זוהי הפעם הראשונה שאנו יכולים להשוות את הסביבות המגנטיות של עולמות אחרים – צעד מפתח בדרך להבנה של איזה כוכבי לכת יכולים להישאר בחיים, ואולי אפילו להוות כר פורה לקיום חיים ביום מן הימים", אמרה ד"ר ג'וליה ויקטוריה זיידל, אסטרונומית במעבדת לגראנז' שבמצפה הכוכבים של הריביירה הצרפתית בניס, והמחברת הראשית של המחקר שפורסם בכתב העת Nature Astronomy.
השדה המגנטי של כדור הארץ משפיע על האטמוספרה שלנו בדרכים מורכבות, ולכן הוא גורם מפתח בהבנת מה שומר על כוכב הלכת ראוי למגורים. שדות מגנטיים קיימים גם בכוכבי לכת אחרים במערכת השמש, כמו צדק ושבתאי. עם זאת, ב-15 השנים האחרונות, איש לא הצליח למדוד ישירות את עוצמת השדות המגנטיים של כוכבי לכת חיצוניים – עד עכשיו.
בדיוק כפי שאנו תמיד רואים רק צד אחד של הירח, כוכבי הלכת שנבדקו תמיד שומרים על צד אחד כלפי הכוכב המארח שלהם, מה שמביא ליום חם מאוד וללילה קר ומקפיא. הפרש הטמפרטורות הזה יוצר אקלים שונה לחלוטין מזה שבכוכב הלכת שלנו, עם רוחות חזקות במיוחד. מהירויות הרוח במדגם נעו בין כ-7,200 קילומטרים בשעה ליותר מ-25,000 קילומטרים בשעה. לשם השוואה, הרוחות המהירות ביותר שנמדדו על צדק מגיעות למהירויות של כ-1,500 קילומטרים בשעה.
4 צפייה בגלריה
טלסקופ ג'מיני צפון בהוואי
(צילום: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/J. Chu/J. Pollard)
לצורך מדידותיהם, השתמש הצוות בנתונים ממכשיר ESPRESSO שעל גבי הטלסקופ הגדול מאוד – מערך של טלסקופים אופטיים מתקדמים במדבר אטקמה הצ'יליאני, המופעל על ידי המצפה האירופי הדרומי. תצפיות דומות נערכו ממכשיר MAROON-X שעל גבי טלסקופ ג'מיני צפון בהוואי, המופעל על ידי NSF NOIRLab, שהוא מרכז המחקר של הקרן הלאומית למדע של ארצות הברית לאסטרונומיה.
כשהחוקרים בחנו כיצד מהירויות הרוח משתנות עם טמפרטורת כוכב הלכת, הם הבחינו בדפוס מסקרן: ככל שכוכב הלכת חם יותר, כך הרוח איטית יותר – זאת בשונה מהסברה שלכוכבי לכת חמים יש יותר אנרגיה להאיץ את הרוחות. מחברי המחקר הגיעו למסקנה שההסבר לתעלומה זו הוא נוכחותם של שדות מגנטיים פלנטריים (הנוצרים מתנועת חומר מוליך חשמלית עמוק בתוך כוכב לכת, בשילוב עם סיבובו), שכן שדות אלה יכולים לפעול כבלם, ולהאט את תנועת החלקיקים הטעונים באטמוספרה. הנתונים אפשרו לחוקרים להסיק את עוצמת השדה המגנטי בכל אחד מכוכבי הלכת שנחקרו.
4 צפייה בגלריה
הטלסקופ הגדול במיוחד של המצפה האירופי הדרומי, הנמצא בשלבי בנייה שעתידה להסתיים לקראת סוף העשור הנוכחי
(צילום: Esteban Felix/AP)
הם מצאו שהשדות המגנטיים של כוכבי הלכת הללו דומים בעוצמתם לאלה המצויים במערכת השמש שלנו: בערך פי ארבעה חזקים יותר מהשדה המגנטי של שבתאי או כמחצית מעוצמת השדה המגנטי של צדק. למעשה, שדות מגנטיים חזקים כאלה יכולים להיות בעלי השפעה רחבה. "כאן על כדור הארץ, אנו מכירים את יופיים של זוהר הקוטב בצפון ובדרום, תופעה שבה חלקיקים מהשמש פוגעים בשדה המגנטי שלנו ומונחים לעבר הקטבים, שם הם מתנגשים בגזים באטמוספרה ויוצרים תצוגות צבעוניות של ירוק, ורוד וסגול", הסבירה ד"ר ביביאנה פרינות', אסטרונומית במרכז המדע של המצפה האירופי הדרומי בגארכינג שבגרמניה. "על כוכבי הלכת החיצוניים שנחקרו, הקוטב הצפוני המונע על ידי מגנטיות עשוי להיות דרמטי אף יותר".
חברי צוות המחקר מצפים בקוצר רוח להפעלתו של הטלסקופ הגדול במיוחד של המצפה האירופי הדרומי, הנמצא בשלבי בנייה שעתידה להסתיים לקראת סוף העשור הנוכחי. הוא עתיד לסייע באפיון לא רק של כוכבי לכת גדולים דמויי צדק, אלא גם כוכבי לכת קטנים יותר כמו כדור הארץ, ואולי אף לזהות גזים שיכולים לייצר את תופעת זוהר הקוטב בעולמות מרוחקים.
