Planetas gigantes gasosos orbitando perto de outras estrelas têm campos magnéticos poderosos, muitas vezes mais forte do que nosso próprio Júpiter, de acordo com um novo estudo realizado por uma equipe de astrofísicos. É a primeira vez que a intensidade desses campos é calculada a partir de observações.

O time, liderado por Wilson Cauley, da Universidade do Colorado, também inclui o professor associado Evgenya Shkolnik da Escola de Exploração da Terra e do Espaço da Universidade do Estado do Arizona. Os outros pesquisadores são Joe Llama, da Northern Arizona University e Antonino Lanza, do Astrophysical Observatory of Catania, na Itália. Seu relatório foi publicado em 22 de julho em Astronomia da Natureza .

"Nosso estudo é o primeiro a usar sinais observados para derivar as intensidades do campo magnético do exoplaneta, "diz Shkolnik." Esses sinais parecem vir de interações entre os campos magnéticos da estrela e o planeta em órbita apertada. "

Muitos mundos

Mais de 3, 000 sistemas de exoplanetas contendo mais de 4, 000 planetas foram descobertos desde 1988. Muitos desses sistemas estelares incluem o que os astrônomos chamam de "Júpiteres quentes". Estes são planetas gasosos massivos que se presume serem como Júpiter do Sol, mas orbitando suas estrelas a distâncias curtas, normalmente cerca de cinco vezes o diâmetro da estrela, ou cerca de 20 vezes a distância da Lua da Terra.

Esses planetas viajam bem dentro do campo magnético de suas estrelas, onde as interações entre o campo planetário e o estelar podem ser contínuas e fortes.

Estudos anteriores, a equipe diz, colocaram limites superiores nos campos magnéticos de exoplanetas, por exemplo, de observações de rádio ou derivadas puramente da teoria.

"Combinamos medições do aumento da emissão estelar das interações estrela-planeta magnéticas com a teoria da física para calcular as intensidades do campo magnético para quatro Júpiteres quentes, "diz o autor principal Cauley.

As intensidades do campo magnético que a equipe encontrou variam de 20 a 120 graus gauss. Para comparação, O campo magnético de Júpiter é de 4,3 gauss e a força do campo da Terra é de apenas meio gauss, embora seja forte o suficiente para orientar bússolas em todo o mundo.

Atividade de gatilho

Os astrofísicos usaram telescópios no Havaí e na França para adquirir observações de alta resolução da emissão do cálcio ionizado (Ca II) nas estrelas-mãe dos quatro Júpiteres quentes. A emissão vem do calor de uma estrela, cromosfera magneticamente aquecida, uma fina camada de gás acima da superfície estelar mais fria. As observações permitiram que a equipe calculasse quanta energia estava sendo liberada na emissão de cálcio das estrelas.

Diz Shkolnik, "Usamos as estimativas de energia para calcular as intensidades do campo magnético dos planetas usando uma teoria de como os campos magnéticos dos planetas interagem com os campos magnéticos estelares."

Cauley explica, "Os campos magnéticos gostam de estar em um estado de baixa energia. Se você torcer ou esticar o campo como um elástico, isso aumenta a energia armazenada no campo magnético. "Júpiteres quentes orbitam muito perto de suas estrelas-mãe e, portanto, o campo magnético do planeta pode torcer e esticar o campo magnético da estrela.

"Quando isso acontece, "Cauley diz, "a energia pode ser liberada quando os dois campos se reconectam, e isso aquece a atmosfera da estrela, aumentando a emissão de cálcio. "

Sondando profundamente

Os astrofísicos suspeitaram que Júpiteres quentes, como nosso próprio Júpiter, têm campos magnéticos produzidos profundamente dentro deles. As novas observações fornecem a primeira sondagem da dinâmica interna desses planetas massivos.

"Esta é a primeira estimativa das intensidades do campo magnético para esses planetas com base em observações, então é um grande salto em nosso conhecimento, "Shkolnik observa." Isso está nos dando uma melhor compreensão do que está acontecendo dentro desses planetas. "

Ela acrescenta que também deve ajudar os pesquisadores que modelam os dínamos internos de Júpiteres quentes. "Não sabíamos nada sobre seus campos magnéticos - ou quaisquer outros campos magnéticos de exoplanetas - e agora temos estimativas para quatro sistemas reais."

Surpreendentemente poderoso

Os pontos fortes do campo, a equipe diz, são maiores do que seria de esperar considerando apenas a rotação e a idade do planeta. A teoria do dínamo padrão de campos magnéticos planetários prevê intensidades de campo para os planetas amostrados que são muito menores do que o que a equipe encontrou.

Em vez de, as observações apoiam a ideia de que os campos magnéticos planetários dependem da quantidade de calor que se move pelo interior do planeta. Porque eles estão absorvendo muita energia extra de suas estrelas hospedeiras, Júpiteres quentes devem ter campos magnéticos maiores do que planetas de massa e taxa de rotação semelhantes.

"Estamos satisfeitos em ver o quão bem a magnitude dos valores de campo correspondeu àqueles previstos pela teoria do fluxo de calor interno, "diz Shkolnik." Isso também pode nos ajudar a trabalhar para uma compreensão mais clara dos campos magnéticos em torno dos planetas rochosos temperados. "