Keď sa v 90. rokoch začali objavovať prvé exoplanéty, astronómovia rýchlo zistili, že mnohé z nich obiehajú svoju hviezdu v extrémne tesnej blízkosti – oveľa bližšie, než je akákoľvek planéta v našej Slnečnej sústave. Dnes vieme, že planéty s obežnou dobou kratšou ako desať dní tvoria približne polovicu všetkých doteraz objavených exoplanét. O ich ranom vývoji sa však vedelo len málo, pretože intenzívne žiarenie a časticové erupcie z mladých hviezd komplikujú presné pozorovania. Ekaterina Ilin z Inštitútu Maxa Plancka pre výskum Slnečnej sústavy (MPS) teraz objavila dovtedy neznámy jav: magnetické pole planéty obiehajúcej v tesnej blízkosti sa viaže na magnetické pole hviezdy a na strane privrátenej k planéte vyvoláva silné erupcie. Ide o prvé zistenie svojho druhu.
Planéta HIP 67522 b je výnimočná. Ilin ju identifikovala analýzou časového rozloženia erupcií zachytených vesmírnymi teleskopmi. Ukázalo sa, že erupcie sa neopakujú náhodne – ich výskyt je viazaný na polohu planéty na obežnej dráhe. Mechanizmus je priamočiary: pohyb planéty v silnom magnetickom poli hviezdy vytvára spojenie medzi oboma magnetickými poľami, a to na privrátenej strane hviezdy spúšťa uvoľňovanie energie v podobe erupcií. Tie sa potom vracajú späť na planétu a môžu urýchliť stratu jej atmosféry. Po milióny rokov by tento efekt mohol výrazne narušiť podmienky potrebné na vznik života.
V našej Slnečnej sústave k slnečným búrkam dochádza tiež, no planéty obiehajú príliš ďaleko na to, aby ich vyvolali – príčina spočíva v procesoch vo vnútri Slnka. Tesné exoplanéty sú v tomto smere výnimkou. Práve preto, že obiehajú tak blízko, môžu sa stať aktívnym činiteľom, ktorý mení správanie svojej hviezdy.
Mladé hviezdy a ich búrlivé dospievanie
Hviezdy vo veku 10 až 150 miliónov rokov prechádzajú fázou vysokej aktivity.
Ich magnetické polia sú chaotickejšie a silnejšie než pole dnešného Slnka, a preto častejšie chrlia vysokoenergetické častice a žiarenie. Pre mladé planéty to znamená neustály tlak na ich atmosféry. Čím bližšie planéta obieha, tým intenzívnejšie je ožarovanie a tým väčšia je pravdepodobnosť, že o svoj plynný obal príde. Táto raná fáza je preto kľúčová pre pochopenie toho, ako sa formujú podmienky vhodné na život – alebo prečo sa nevytvoria. Nový výskum naznačuje, že ak planéta navyše svojím magnetizmom vyvoláva erupcie, erózia atmosféry sa môže výrazne zrýchliť.
Keď sa doň ponorí planéta s vlastným magnetickým poľom, ich siločiary sa môžu prepojiť. Toto prepojenie umožní prenos energie z hviezdneho magnetického poľa do plazmy v okolí hviezdy. Ak je geometria priaznivá, energia sa uvoľní v podobe erupcie alebo výronu koronálnej hmoty. Pri tesných exoplanétach je tento proces stáleý – objavuje sa vždy, keď sa planéta priblíži k určitému bodu na obežnej dráhe. Erupcie sa tak dajú predpovedať a pozorovať, čo je presne ten spôsob, akým Ilin planétu HIP 67522 b odhalila. Podobné javy poznáme aj z dvojhviezd, kde magnetické interakcie spôsobujú rádiové a rentgenové vzplanutia. Výskum planéta–hviezda je však nový a vyžaduje si prepájať údaje z rôznych teleskopov.
Prečo sú tesné exoplanéty dôležité pre astrobiológiu
Tvoria podstatnú časť známej populácie exoplanét a práve ony najviac pociťujú vplyv svojej hviezdy. Ak dokážeme pochopiť, ako ich magnetické interakcie ovplyvňujú stratu atmosféry, získame lepší obraz o tom, kde môže pretrvať voda v kvapalnom skupenstve a kde je pravdepodobnosť vzniku života nulová. Zároveň platí, že mladé hviezdy sú oveľa aktívnejšie než naše Slnko v súčasnosti – to znamená, že raná fáza vývoja planét je oveľa nepriaznivejšia, než by naznačoval pohľad na dnešnú Slnečnú sústavu. Výskum Ekateriny Ilin a jej tímu MICS (Magnetic Interactions in Systems with (Sub-)Stellar Companions) sa preto zameriava na širokú škálu dvojíc: od dvojhviezd s rovnakou hmotnosťou až po páry hviezda–planéta. Cieľom je odhaliť fyzikálne procesy, ktoré tieto interakcie riadia, a zároveň zdokonaliť metódy ich vyhľadávania v dátach z teleskopov Kepler, TESS a pripravovaného PLATO.
Praktické dôsledky pre budúce pozorovania
Objav planéty, ktorá aktívne vyvoláva erupcie na svojej hviezde, mení spôsob, akým astronómovia interpretujú svetelné krivky hviezd.
Ak erupcie súvisia s polohou planéty, potom ich možno použiť na nepriame odhalenie planét, ktoré by inak unikali pozornosti. Zároveň to znamená, že pri hľadaní obyvateľných zón musíme brať do úvahy nielen vzdialenosť od hviezdy, ale aj magnetické vlastnosti planéty. Tím MICS preto vyvíja nové analytické postupy, ktoré budú schopné odlíšiť erupcie vyvolané planétou od tých, ktoré vznikajú prirodzene v hviezde. Takéto rozlíšenie je nevyhnutné, ak chceme správne pochopiť energetickú bilanciu systému a jeho vplyv na atmosféru planéty. Výskum podporuje Európska výskumná rada (ERC) prostredníctvom Starting Grantu, čo svedčí o tom, že ide o tému, ktorá si zaslúži systematické skúmanie.
Zatiaľ nie je jasné, aké časté sú takéto magnetické väzby medzi planétami a hviezdami. HIP 67522 b je prvým známym prípadom, a preto nie je možné odhadnúť, či ide o bežný alebo vzácny jav. Rovnako nie je známe, ako presne sa energia prenáša z hviezdneho magnetického poľa do erupcie a akú úlohu pri tom zohráva hmotnosť a magnetizmus planéty. Ďalší výskum sa zameria na systematické prehliadky dát z misií Kepler a TESS, ako aj na prípravu pozorovaní s misiou PLATO, ktorá by mohla odhaliť ďalšie takéto systémy. Odpovede na tieto otázky pomôžu spresniť modely vývoja atmosfér a možno aj vysvetliť, prečo niektoré tesné exoplanéty o svoje atmosféry prichádzajú rýchlejšie než iné. Z dlhodobého hľadiska ide o výskum, ktorý prepája astrofyziku, planetárne vedy a hľadanie životných podmienok mimo Zeme.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívne
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
