Pole magnetyczne Ziemi generowane przez ciekłe jądro we wnętrzu Ziemi bezustannie chroni atmosferę Ziemi przed zbyt silnym stałym strumieniem wiatru słonecznego generowanego w koronie słonecznej, a przede wszystkim przed efektami rozbłysków, czy koronalnych wyrzutów masy na powierzchni Słońca. Strumień wysokoenergetycznych cząstek docierający w otoczenie Ziemi jest przekierowywany liniami pola magnetycznego w kierunku biegunów planety. Jeżeli jest on wystarczająco silny, prowadzi co najwyżej do powstania zorzy polarnej.
Czytaj także: Ten dźwięk jest przerażający! Najnowsze nagranie ESA ujawnia, jak brzmi pole magnetyczne Ziemi
Gdy planeta – taka jak na przykład Mars – nie posiada pola magnetycznego, sytuacja jest zgoła inna. Strumień wiatru słonecznego uderza bezpośrednio w górne warstwy atmosfery. Cząstki wiatru słonecznego są w stanie wybijać np. atomy wodoru ze znajdujących się tam cząsteczek wody. Wodór jako najlżejszy pierwiastek najłatwiej wyrwać z grawitacyjnych więzów planety. Na przestrzeni eonów takie działanie wiatru słonecznego prowadziło do erozji atmosfery Marsa. Efekt tego działania był taki, że na Ziemi ciśnienie atmosferyczne obecnie na powierzchni planety wynosi ok. 960-1050 hPa, a na Marsie 7 hPa, czyli mówiąc inaczej atmosfera Marsa jest ponad sto razy rzadsza. To na dodatek sprawia, że na powierzchnię planety dociera dużo więcej niezwykle szkodliwego dla życia promieniowania kosmicznego. Nie jest to dobra informacja dla żadnej formy życia, jeżeli jakakolwiek kiedykolwiek istniała na Czerwonej Planecie. To niezwykle istotna informacja dla naukowców poszukujących życia na planetach krążących wokół gwiazd innych niż Słońce.
Czytaj także: Ta odległa planeta wykształciła drugą atmosferę. Może składać się z wulkanicznych wyziewów
Od ponad dwudziestu lat naukowcy poszukujący życia w przestrzeni kosmicznej ze szczególną energią poszukują planet skalistych, podobnych do Ziemi i najlepiej krążących w takiej odległości od swojej gwiazdy, aby na powierzchni planety mogła istnieć woda w stanie ciekłym. Przyjmując, że mogą istnieć we wszechświecie formy życia nieoparte na węglu, czy też niewymagające do istnienia wody, skłonni jesteśmy szukać raczej takich form życia, które sami bylibyśmy w stanie rozpoznać, czyli podobnych do tego, co jesteśmy w stanie znaleźć na Ziemi. Skoro życie w Układzie Słonecznym wymaga planety skalistej, ekosfery i pola magnetycznego, to takich też miejsc powinniśmy szukać w kosmosie. O ile samych planet skalistych znamy coraz więcej, to z polem magnetycznym jak dotąd był problem.
YZ Ceti b – pierwsza egzoplaneta skalista z polem magnetycznym
Naukowcy obserwujący przestrzeń kosmiczną za pomocą radioteleskopu Very Large Array poinformowali właśnie o tym, że prawdopodobnie udało im się jako pierwszym odkryć pole magnetyczne planety skalistej. Co więcej, jest to jedna z najbliższych planet, jakie dotąd znaleźliśmy.
Mowa tutaj o planecie skalistej krążącej wokół gwiazdy YZ Ceti b w gwiazdozbiorze Wieloryba, oddalonej od nas o zaledwie 12 lat świetlnych.
Tutaj trzeba od razu zrobić zastrzeżenie: na tej planecie życia raczej na pewno nie znajdziemy, bowiem krąży ona niezwykle blisko swojej gwiazdy, która na dodatek jest wściekłym czerwonym karłem. YZ Ceti b znajduje się na tyle blisko gwiazdy macierzystej, że pełne jej okrążenie zajmuje jej zaledwie dwa dni. Dla porównania Merkury w Układzie Słonecznym na okrążenie Słońca potrzebuje 88 dni. Nie to jest jednak ważne w tym przypadku.
Pole magnetyczne egzoplanety
Autorzy artykułu naukowego opublikowanego w periodyku Nature Astronomy wskazują, że udało im się w toku obserwacji wyłuskać sygnał radiowy, który najprawdopodobniej powstaje wskutek interakcji pola magnetycznego planety skalistej z silnym strumieniem cząstek emitowanych przez gwiazdę, wokół której krąży.
Aby odkryć taki sygnał, naukowcy skupili się na analizie układów planetarnych, w których planeta o rozmiarach Ziemi znajduje się naprawdę blisko swojej gwiazdy macierzystej. Niewielka odległość bowiem sprawia, że planeta musi się przedzierać przez całkiem gęsty strumień promieniowania emitowanego przez swoją gwiazdę. Jeżeli taka planeta posiada własne pole magnetyczne, to przepychanie się przez silny strumień wiatru gwiezdnego powinno prowadzić do emisji silnych fal radiowych. Tak właśnie jest w przypadku układu YZ Ceti, gdzie plazma wybita przez przelatującą planetę wchodzi następnie w interakcje z polem magnetycznym gwiazdy. Analiza tak zarejestrowanego sygnału umożliwia naukowcom ustalenie jak silnym polem magnetycznym legitymuje się sama egzoplaneta.
Astronomowie zwracają uwagę w tym przypadku, że tak jak w Układzie Słonecznym, tak w układzie YZ Ceti interakcje między strumieniem cząstek emitowanych przez gwiazdę a polem magnetycznym planety prowadzą do powstania zorzy polarnej. Co jednak ciekawe, w tym przypadku zorza polarna widoczna jest (właśnie w postaci promieniowania radiowego) na biegunach gwiazdy. Sama planeta – jeżeli posiada atmosferę – także powinna mieć zorze polarne.
Pole magnetyczne wokół YZ Ceti b to dopiero początek. Radioastronomowie jednak już teraz zacierają ręce. W najbliższych latach do służby wejdzie znacznie więcej radioteleskopów, które będą w stanie poszukiwać pól magnetycznych wokół egzoplanet. Jeżeli dalsze obserwacje potwierdzą, że faktycznie to, co widzimy w układzie YZ Ceti to pole magnetyczne planety, to zastosowane w stosunku do niego metody, wkrótce zostaną wykorzystane w stosunku do innych planet. Być może w ten sposób znajdziemy „prawdziwą Ziemię 2.0”, na której życie nie tylko będzie się cieszyło odpowiednią temperaturą, wodą w stanie ciekłym, ale także odpowiednią ochroną przed promieniowaniem gwiazdy macierzystej. Zawsze to jeden krok bliżej do znalezienia życia w przestrzeni kosmicznej.