Elektrische weerstand kan hete Jupiters gezwollen maken

Pin
Send
Share
Send

Een van de verrassingen die voortkomen uit de ontdekkingen van de klasse van exoplaneten die bekend staat als "Hot Jupiters", is dat ze opgezwollen zijn boven wat alleen van hun temperatuur zou worden verwacht. De interpretatie van deze opgeblazen radii is dat extra energie moet worden gestort in de gebieden van de atmosfeer met grote hoeveelheden circulatie. Deze extra energie wordt als warmte afgezet, waardoor de atmosfeer uitzet. Maar waar kwam deze extra energie vandaan? Nieuw onderzoek suggereert dat geïoniseerde winden die door magnetische velden gaan, dit proces kunnen veroorzaken.

Magnetische velden op planeten van het type Jovian zijn geen nieuw nieuws. Onze eigen Jupiter heeft de sterkste in het zonnestelsel met een kracht die 14 keer groter is dan die van de aarde. De grote magnetosfeer die hierdoor ontstaat, strekt zich uit tot 7 miljoen kilometer richting de zon en strekt zich bijna uit over de afstand tot de baan van Saturnus. De interactie van geladen zonnedeeltjes met zo'n immens veld creëert een gigantische aurora, vergelijkbaar met die op aarde.

Er zijn ook hints van magnetische velden op extra zonneplaneten ontdekt. In 2004 rapporteerde een team onder leiding van Evgenya Shkolnik van de University of British Columbia detectie van de effecten van het magnetische veld van een planeet op de moederster door de extra energie te observeren die dit magnetische veld terugkeerde naar de moederster. De interactie veroorzaakte overgangen in de bekende Calcium H & K-lijnen die in fase waren vergrendeld met de baan van de planeet. Vervolgwaarnemingen, waaronder andere Hot Jupiters, bevestigden de aanwezigheid van planetaire magnetische velden die op hun moedersterren inwerken, hoewel geen enkele heeft gesuggereerd hoe sterk deze velden zouden kunnen zijn.

Het nieuwe onderzoek, dat magnetische velden met planetaire straal verbindt, werd voor het eerst gestart in februari 2010 door een team onder leiding van Rosalba Perna van de Universiteit van Colorado in Boulder. Daarin toonden ze aan dat de interactie van winden in de atmosfeer van deze planeten een aanzienlijke weerstand zou kunnen ondervinden toen ze door de magnetische veldlijnen gingen vanwege hun gedeeltelijk geïoniseerde aard. In mei suggereerden Batygin & Stevenson van het California Institute of Technology dat deze wrijving voldoende verwarming zou kunnen veroorzaken om de planeet op te blazen. Het team van Perna pakte de hypothetische basis op en zette het idee van Batygin & Stevenson op de proef in een simulatie. De simulatie gebruikte een reeks veldsterktes, maar vond dat voor Hot Jupiters met sterktes groter dan 10 Gauss voldoende waren om de grotere omvang te verklaren.

Maar is deze veldsterkte echt aannemelijk? Veel astronomen denken van wel en de literatuur staat vol met verwachtingen van grote magnetische velden voor deze planeten, hoewel niets lijkt te suggereren dat veldsterkte ooit is gemeten op planeten buiten ons zonnestelsel om dit te ondersteunen. De magnetische veldsterkte van Jupiter varieert van 4,2 - 14 Gauss, waardoor de waarde van 10 Gauss binnen het mogelijke bereik valt. Het werk van Sanchez-Lavega van de Universiteit van Baskenland in Spanje heeft echter gesuggereerd dat als de planeten netjes vastlopen, hun magnetische veldsterktes afnemen. Voor Hot Jupiters suggereert hij dat bij oudere planeten van dit type hun magnetische velden gereduceerd kunnen worden tot een magere 1 Gauss. Dit kan een verklaring zijn voor de reden waarom experimenten die zijn ontworpen om velden te zoeken op extrasolaire planeten via hun radio-emissies, zijn mislukt.

Hoe dan ook, toekomstige simulaties zullen ongetwijfeld plaatsvinden en aanvullende waarnemingen kunnen de plausibiliteit van deze elektromagnetische zwelling helpen beperken.

Pin
Send
Share
Send