Группа учёных из Гарвард-Смитсоновского института астрофизики и Мичиганского университета смоделировала воздействие выброса коронального вещества (coronal mass ejection, CME) на магнитосферу «горячего Юпитера».
Во время корональных массовых выбросов ионизированный газ с поверхности звезды с силой выталкивается в межпланетное пространство. Точные причины CME пока не установлены, но предполагается, что это явление связано с медленным накоплением магнитной энергии и её быстрым высвобождением при магнитном пересоединении. Солнечные CME, преодолев расстояние в одну астрономическую единицу, расширяются, приобретают размеры, намного превосходящие диаметр магнитосферы Земли, и вызывают разные эффекты так называемой космической погоды, к числу которых относятся и полярные сияния.
«Горячими Юпитерами», напомним, называют гигантские экзопланеты, которые располагаются на орбитах небольшого радиуса и могут подходить к своим звёздам даже на 0,01 а. е. Быстрое орбитальное движение таких планет создаёт своеобразный магнитосферный «хвост», напоминающий хвост кометы, и магнитосфера ориентируется практически перпендикулярно направлению движения СМЕ. Ситуация отличается от земной ещё и тем, что на небольшой дистанции, отделяющей «горячий Юпитер» от звезды, СМЕ не успевают расшириться и встречаются с объектом, сравнимым с ними по размерам.
Взаимодействие СМЕ с магнитосферой газового гиганта авторы исследовали с помощью трёхмерной магнитогидродинамической модели. Параметры виртуальной звезды были приведены в соответствие с результатами измерений для светила HD 189733: радиус приравняли к 0,76 солнечного, массу — к 0,2 солнечной, а период вращения — к 11,95 дня. Большую полуось орбиты «горячего Юпитера» при этом сделали равной 8,8 радиуса звезды, а по своим размерам экзопланета превосходила Юпитер примерно в полтора раза.
Как и следовало ожидать, влияние выбросов коронального вещества на модельный «горячий Юпитер» оказалось намного более заметным, чем воздействие солнечных СМЕ на Землю, и в магнитосферу экзопланеты были введены значительные объёмы энергии. Однако атмосфера газового гиганта практически не пострадала: даже при небольшой индукции защитного планетарного магнитного поля (0,5 или 1 Гс) СМЕ не подходили на опасное расстояние к поверхности. Мощные «полярные» сияния в модели развивались в кольце у экватора планеты, а затем на протяжении нескольких часов двигались к полюсам, постепенно исчезая.
В будущем астрофизики хотят смоделировать аналогичное взаимодействие в случае каменистых экзопланет, обращающихся вокруг красных карликов.
Полная версия отчёта будет опубликована в издании Astrophysical Journal; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.
Источник: