系外行星“热木星”磁场,比木星强很多倍!

文章作者:管理一号 | 2019-11-27

环绕其他恒星运转的气态巨行星具有强壮磁场,比太阳系木星的磁场强很多倍,这是第一次通过观测计算出这些磁场的强度。这个团队由科罗拉多大学的Wilson Cauley领导,还包括亚利桑那州立大学地球和空间探究学院的副教授Evgenya Shkolnik。其他研究人员是北亚利桑那大学的Joe Llama和意大利卡塔尼亚天体物理观测站的Antonino Lanza。其研究发现宣布在2019年7月22日的《自然天文学》上。

天文学家首次计算出:系外行星“热木星”磁场,比木星强很多倍!

研究是第一次运用观测到的信号来推导系外行星磁场强度,这些信号好像来自恒星磁场和这颗严密轨迹行星之间的相互作用。自1988年以来,现已发现了3000多个系外行星体系,其间包含4000多颗行星。许多这样的恒星体系包括天文学家所称的“热木星”。这些都是巨大的气态行星,被认为与太阳系的木星相似,但环绕它们恒星运行的间隔很近,一般大约是恒星直径的5倍,或许大约是月球到地球间隔的20倍。

天文学家首次计算出:系外行星“热木星”磁场,比木星强很多倍!

这样的行星在其恒星磁场中运转杰出,行星磁场和恒星磁场之间的相互作用可以继续且激烈。之前的研讨已经对系外行星磁场“设置”了上限,例如从无线电观测或纯粹从理论推导而来。将测量到的磁星与行星相互作用产生恒星辐射增加的数据与物理学理论结合起来,计算出了四颗热木星的磁场强度。研讨小组发现磁场强度范围从20到120高斯。相比之下,木星磁场是4.3高斯,而地球的磁场强度只有半个高斯,虽然这个强度足以让指南针在世界范围内定向。

 

触发机制

 

天文学家们使用夏威夷和法国的天文望远镜,对这四颗热木星母恒星中电离钙(Ca II)的发射进行了高分辨率观测。这种辐射来自恒星火热的色球层,色球层是恒星外表较冷的一层薄气体。这些观测成果让研讨小组核算出恒星释放出的钙有多少能量。研讨使用能量估算来核算行星的磁场强度,使用的理论是行星磁场怎么与恒星磁场相互作用。

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磁场“喜爱”处于低能量状况,假如橡皮筋相同歪曲或拉伸磁场,就会增加磁场中贮存的能量,热木星的轨道十分接近母恒星,因此行星的磁场能够歪曲和拉伸恒星的磁场。当这种情况发作时,能量能够在两个磁场重新衔接时开释出来,这就加热了恒星的大气层,增加了钙的开释。天体物理学家曾怀疑,热木星会像太阳系的木星相同,在其内部深处产生磁场,新观测结果供给了对这些巨大行星内部动力学的第一个探测器。

 

探测深度

 

该研讨这是第一次基于观测对这些行星磁场强度的估计,因而这是咱们常识的一个巨大腾跃,这让咱们对这些行星内部情况有了更好的了解。这也应该有助于研讨人员模仿热木星内部的发电机,咱们对热木星的磁场一窍不通,也不知道其他系外行星的磁场,现在估计有四个热木星的实践体系。考虑到行星的自转和年纪,磁场强度比人们幻想的要大。

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行星磁场规范发电机理论猜测了取样行星的磁场强度,这些行星的磁场强度比研讨小组发现的要小得多。相反,观测成果支持了行星磁场依赖于通过行星内部热量的观点。因为热木星从主恒星吸收了大量额外的能量,所以磁场应该比质量和自转速度类似的行星更大。磁场值的大小与热力学热流理论的猜测相符,这也可能帮助我们更清楚地了解温带岩石行星周围的磁场。

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