Один из сюрпризов от открытий класса экзопланет, известных как «Горячие Юпитеры», заключается в том, что они раздуты сверх того, что можно было бы ожидать только от их температуры. Интерпретация этих завышенных радиусов заключается в том, что дополнительная энергия должна откладываться в областях атмосферы с большим количеством циркуляции. Эта дополнительная энергия будет откладываться в виде тепла, вызывая расширение атмосферы. Но откуда взялась эта дополнительная энергия? Новое исследование предполагает, что ионизированный ветер, проходящий через магнитные поля, может создать этот процесс.
Магнитные поля на планетах типа Юпитера не новость. Наш собственный Юпитер имеет самый сильный в Солнечной системе, его сила в 14 раз больше, чем у Земли. Созданная этим большая магнитосфера простирается на 7 миллионов километров к Солнцу и вытянута почти на расстояние до орбиты Сатурна. Взаимодействие заряженных солнечных частиц с таким огромным полем создает гигантское сияние, похожее на земное.
Намеки магнитных полей на дополнительных солнечных планетах были также обнаружены. В 2004 году команда, возглавляемая Евгением Школьником из Университета Британской Колумбии, сообщила об обнаружении воздействия магнитного поля планеты на ее родительскую звезду, наблюдая за дополнительной энергией, которую это магнитное поле возвращало своей родительской звезде. Взаимодействие вызывало переходы в знакомых линиях H & K Кальция, которые были синхронизированы по фазе с орбитой планеты. Последующие наблюдения, включая других горячих Юпитеров, подтвердили наличие планетарных магнитных полей, действующих на их родительские звезды, хотя еще никто не предположил, насколько сильными могут быть эти поля.
Новое исследование, связывающее магнитные поля с радиусом планеты, было впервые начато в феврале 2010 года командой, возглавляемой Розальбой Перна из Университета Колорадо в Боулдере. В нем они продемонстрировали, что взаимодействие ветров в атмосферах этих планет может испытывать значительное сопротивление при прохождении через линии магнитного поля из-за их частично ионизированной природы. В мае Батыгин и Стивенсон из Калифорнийского технологического института предположили, что это трение может вызвать нагрев, достаточный, чтобы раздувать планету. Команда Перны взяла гипотетическую основу и проверила идею Батыгина и Стивенсона на симуляции. Моделирование использовало диапазон напряженности поля, но обнаружило, что для горячих юпитеров с напряженностью, превышающей 10 гаусс, было достаточно объяснить увеличенный размер.
Но действительно ли эта напряженность поля правдоподобна? Многие астрономы, кажется, думают так, и литература полна ожиданий больших магнитных полей для этих планет, хотя ничто, кажется, не предполагает, что напряженность поля когда-либо измерялась на любых планетах вне нашей солнечной системы, чтобы поддержать это. Напряженность магнитного поля Юпитера колеблется от 4,2 до 14 Гаусс, что ставит значение 10 Гаусс в возможный диапазон. Тем не менее, работа Санчеса-Лавеги из Университета Страны Басков в Испании предполагает, что по мере того, как планеты подвергаются тидальной блокировке, их напряженность магнитного поля уменьшается. Для Горячих Юпитеров он предполагает, что у более старых планет этого типа магнитные поля могут быть уменьшены до ничтожных 1 Гаусс. Это может предложить объяснение того, почему эксперименты, предназначенные для поиска полей на внесолнечных планетах по их радиоизлучениям, провалились.
Несмотря на это, будущие симуляции, несомненно, будут иметь место, и дополнительные наблюдения могут помочь ограничить правдоподобие этого электромагнитного набухания.
