Wiatry pędzące 25 000 km/h nagle zwolniły. Winowajcą okazało się pole magnetyczne

Gorętsza planeta powinna mieć szybsze wiatry. Dlaczego więc najgorętsze światy okazały się spokojniejsze?

Na siedmiu olbrzymich egzoplanetach wiatry powinny pędzić tym szybciej, im goręcej jest na powierzchni. Najgorętsze światy okazały się jednak spokojniejsze, niż przewidywała teoria. Winowajcą jest pole magnetyczne - i to właśnie jego astronomowie zmierzyli po raz pierwszy bezpośrednio.

Plany się posypały - i dobrze

→ Czytaj też: Brązowe karły są „trochę gotyckie”. Teleskop NASA zajrzał w ich samotną ciemność

Zespół kierowany przez Julię Seidel z francuskiego Laboratoire Lagrange wcale nie planował polowania na magnetyzm. Badacze chcieli zmierzyć wiatry w atmosferach siedmiu tzw. ultra-gorących jowiszów - gazowych olbrzymów krążących skrajnie blisko swoich gwiazd.

Wszystkie te planety są zsynchronizowane z ruchem orbitalnym. Podobnie jak Księżyc względem Ziemi, stale zwracają do gwiazdy tę samą półkulę. Efekt? Permanentnie rozgrzana strona dzienna i lodowata strona nocna. Tak ogromny kontrast temperatur napędza huraganowe przepływy powietrza.

Skala tych wiatrów przytłacza. Sięgają od 7,2 tys. do ponad 25 tys. km na godzinę. Dla porównania - na Jowiszu w Układzie Słonecznym najszybsze podmuchy dochodzą do około 1,5 tys. km/h.

Nieintuicyjny hamulec

→ Czytaj też: Kosmiczne działo wycelowane w Ziemię. Astronomowie ogłaszają pierwszy mikroblazar w naszej galaktyce

Zaskoczenie przyszło, gdy okazało się, że wyższa temperatura nie przekłada się na jeszcze silniejsze wiatry. Przeczyło to zdrowemu rozsądkowi. Vivien Parmentier, jeden ze współautorów pracy, komentuje:

„To zupełnie nieintuicyjne, bo teoretycznie gorętsze planety powinny mieć więcej energii do napędzania wiatrów!”

Zespół doszedł do wniosku, że rolę hamulca pełnią bardzo mocne pola magnetyczne. Spowalniają ruch naładowanych cząstek w atmosferze, a tym samym ograniczają prędkość cyrkulacji. Z obliczeń wynika, że natężenie pól tych planet jest około cztery razy większe niż u Saturna i sięga mniej więcej połowy wartości pola Jowisza.

Jak zajrzeć w atmosferę odległego świata

Analizy oparto na obserwacjach z teleskopów Gemini North na Hawajach oraz VLT w Chile. Astronomowie śledzili w atmosferach planet ruchy chemicznych „znaczników”, które pozwalają wnioskować o dynamice gazów. Kluczowe okazały się dane z instrumentów MAROON-X na Gemini North oraz ESPRESSO na VLT.

Wyniki opublikowane w Nature Astronomy pokazują, że charakterystyki pól tych odległych światów mają ważne podobieństwa do tego, co znamy z planet Układu Słonecznego. Otwiera to nowe możliwości porównań z dobrze zbadanym kosmicznym „podwórkiem”.

Magnetyczna tarcza i pytanie o życie

Dlaczego to ważne? Pole magnetyczne Ziemi osłania jej atmosferę przed promieniowaniem kosmicznym. Bywa uznawane za jeden z kluczowych warunków rozwoju organizmów. Zrozumienie, które planety mają podobną „tarczę”, przybliża odpowiedź na pytanie, które z nich potrafią zatrzymać atmosferę i wodę.

Skutki tak silnych pól mogą wykraczać poza wpływ na wiatry. W grę wchodzi powstawanie zórz o skali przewyższającej ziemską. Bibiana Prinoth z Europejskiego Obserwatorium Południowego zauważyła, że mechanizmy stojące za zorzami na Ziemi mogłyby na ultra-gorących jowiszach działać w znacznie bardziej ekstremalnych warunkach.

Seidel podkreśla, że to dopiero początek drogi do rozpoznania, które egzoplanety mogą zachować wodę na powierzchni i w dłuższej skali czasu tworzyć warunki sprzyjające życiu. Bezpośredni pomiar pola magnetycznego odległej planety jeszcze niedawno wydawał się nieosiągalny. Teraz stał się narzędziem badawczym.