Astronomen kunnen binnenkort de schokgolven tussen de magnetische velden van exoplaneten en de stroom van deeltjes van de sterren die ze in een baan om de aarde brengen, waarnemen.
Magnetische velden zijn cruciaal voor de bewoonbaarheid van een planeet (en het blijkt een maan te zijn). Ze werken als beschermende bubbels, waardoor wordt voorkomen dat schadelijke ruimtestraling de atmosfeer van het object volledig wegtrekt en zelfs het oppervlak bereikt.
Een uitgebreid magnetisch veld - bekend als een planetaire magnetosfeer - wordt gecreëerd door de schok tussen de stellaire wind en het intrinsieke magnetische veld van de planeet. Het kan enorm zijn. Binnen ons eigen zonnestelsel strekt de magnetosfeer van Jupiter zich uit tot afstanden tot 50 keer de grootte van de planeet zelf, en bereikt bijna de baan van Saturnus.
Wanneer de wind van hoogenergetische deeltjes van de ster de planetaire magnetosfeer raakt, treedt deze in wisselwerking een boogschok die de wind afleidt en de magnetosfeer samendrukt.
Onlangs heeft een team van astronomen, onder leiding van promovendus Joe Llama van de University of St. Andrews, Schotland, uitgewerkt hoe we via hun boogschokken planetaire magnetosferen en sterrenwinden zouden kunnen observeren.
Lama bekeek de planeet HD 189733b, 63 lichtjaar verwijderd van het sterrenbeeld Vulpecula, zorgvuldig. Van de aarde wordt gezien dat de planeet om de 2.2 dagen zijn gastster passeert, waardoor het algehele licht van het systeem daalt.
Als een heldere ster is HD 189733b uitgebreid bestudeerd door astronomen. Gegevens die in juli 2008 door de telescoop Canada-Frankrijk-Hawaï zijn verzameld, brachten het magnetische veld van de ster in kaart. Hoewel het magnetische veld varieerde, was het gemiddeld 30 keer groter dan dat van onze zon - wat betekent dat de sterrenwind veel hoger is dan de zonnewind.
Hierdoor kon het team uitgebreide simulaties uitvoeren van de stellaire wind rond HD 189733b - karakteristiek voor de boogschok die werd gecreëerd toen de magnetosfeer van de planeet door de stellaire wind ging. Met deze informatie konden ze de lichtkrommen simuleren die zouden voortkomen uit de planeet en de boogschok om de ster.
De boogschok leidt de planeet - waardoor het licht iets eerder valt dan verwacht. De hoeveelheid licht die door de boogschok wordt geblokkeerd, zal echter veranderen naarmate de planeet door een variabele stellaire wind beweegt. Als de stellaire wind bijzonder sterk is, zal de resulterende boogschok sterk zijn en zal de doorvoerdiepte groter zijn. Als de stellaire wind zwak is, zal de resulterende boogschok zwak zijn en zal de doorvoerdiepte kleiner zijn.
De onderstaande video toont de lichtcurve van een boogschok en exoplaneet.
"We ontdekten dat de schokgolf tussen de stellaire en planetaire magnetische velden drastisch zal veranderen als de activiteit op de ster varieert", vertelde Llama aan Space Magazine. "Als de planeet door zeer dichte gebieden van de stellaire wind gaat, waardoor de schok dichter wordt, zal het materiaal erin meer licht blokkeren en daardoor een grotere dip in de doorvoer veroorzaken, waardoor het beter waarneembaar wordt."
Hoewel er geen transitobservaties waren voor deze studie, toont deze theoretische kijk aan dat het mogelijk zal zijn om de boogschok en dus het magnetische veld van een verre exoplaneet te detecteren. Dr. Llama merkt op: "Dit zal ons helpen om potentieel bewoonbare werelden beter te identificeren."
De paper is geaccepteerd voor publicatie in Monthly Notices of The Royal Astronomical Society en kan hier worden gedownload.
