Исследование стало возможным благодаря скоординированной работе группы из 39 радиотарелок от Гавайев до Германии для получения изображений с высоким разрешением. Изображения постоянного интенсивного радиоизлучения ультрахолодного карлика показывают присутствие облака высокоэнергетических электронов, захваченных мощным магнитным полем объекта, образующих двухлепестковую структуру, аналогичную радиоизображениям радиационных поясов Юпитера.
«Мы визуализируем магнитосферу нашей цели, наблюдая за радиоизлучающей плазмой — ее радиационным поясом — в магнитосфере. Это никогда не делалось раньше для чего-то размером с газовую планету-гигант за пределами нашей Солнечной системы», — сказал Мелоди Као, научный сотрудник Калифорнийского университета в Санта-Крузе и автор статьи о новых открытиях, опубликованной 15 мая в журнале Nature.
Частицы, отклоняемые магнитным полем Земли к полюсам, генерируют полярные сияния («северное сияние») при взаимодействии с атмосферой, и команда Као также получила первое изображение, способное различать местоположение полярного сияния объекта и его радиационных поясов за пределами нашей Солнечной системы.
Сверххолодный карлик, изображенный в этом исследовании, находится на границе между маломассивными звездами и массивными коричневыми карликами.
Характеристика силы и формы магнитных полей этого класса объектов в значительной степени неизведана. Используя свое теоретическое понимание этих систем и численных моделей, планетологи могут предсказать силу и форму магнитного поля планеты, но у них не было хорошего способа, чтобы легко проверить эти предсказания.
Сила и форма магнитного поля могут быть важным фактором в определении обитаемости планеты. «Когда мы думаем об обитаемости экзопланет, в дополнение к таким вещам, как атмосфера и климат, следует учитывать роль их магнитных полей в поддержании стабильной среды», — сказал Као.
Чтобы создать магнитное поле, внутренняя часть планеты должна быть достаточно горячей, чтобы иметь электропроводящие жидкости, которые в случае Земли представляют собой расплавленное железо в ее ядре. На Юпитере проводящей жидкостью является водород, который под таким давлением становится металлическим. По словам Као, металлический водород, вероятно, также генерирует магнитные поля у коричневых карликов, в то время как внутри звезд проводящей жидкостью является ионизированный водород.
Источник: Melodie Kao, Resolved imaging of an extrasolar radiation belt around an ultracool dwarf, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06138-w. www.nature.com/articles/s41586-023-06138-w