کشف تصادفی اخترشناسان: سیاره‌های بیگانه نیز سپر محافظ مغناطیسی دارند

اخترشناسان در کشفی شگفت‌انگیز که نخستین مورد در نوع خود محسوب می‌شود، ادعا می‌کنند که توانسته‌اند میدان‌های مغناطیسی چندین سیاره فراخورشیدی را به‌طور مستقیم اندازه‌گیری کنند؛ دستاوردی که می‌تواند ابزار جدید و مهمی برای جست‌وجوی دنیاهای سکونت‌پذیر و حیات بیگانه فراهم کند.

میدان‌های مغناطیسی تأثیر حیاتی بر جو سیاره‌ها دارند و در نتیجه، بر سرنوشت نهایی آن‌ها و امکان وجود شرایط مناسب برای حیات اثر می‌گذارند. برای مثال، می‌دانیم که میدان مغناطیسی زمین مدت‌هاست از سیاره ما در برابر پرتوهای زیان‌بار محافظت کرده و به آن فرصت داده تا به دنیایی آبی و سبز و سرزنده تکامل یابد؛ در حالی که مریخ بی‌جان، به دنیایی خشک و ظاهراً مرده تبدیل شده است.

اهمیت میدان مغناطیسی محافظ یا مگنتوسفر به‌وضوح مشخص است. بااین‌حال، میدان‌های مغناطیسی سیاره‌های فراخورشیدی، یعنی دنیاهای بیگانه‌ای که به دور ستارگان دیگر می‌چرخند، تا پیش از این به‌خوبی شناخته نشده بودند.

به‌گزارش لایوساینس، اکنون تیمی بزرگ و چندملیتی از اخترشناسان در پژوهشی تازه، هفت سیاره‌ی بسیار داغ را بررسی کردند و دریافتند که جریان‌های باد در آن‌ها سرعتی کمتر از حد انتظار دارند؛ موضوعی که نشان می‌دهد میدان‌های مغناطیسی موجب کاهش سرعت آن‌ها می‌شوند.

جولیا سیدل، اخترشناس آزمایشگاه لاگرانژ در نیس فرانسه و یکی از نویسندگان مطالعه، در بیانیه‌ای گفت: «این دستاورد، پنجره‌ای کاملاً جدید به سوی پژوهش درباره‌ی سیاره‌های فراخورشیدی می‌گشاید. این نخستین‌بار است که می‌توانیم محیط‌های مغناطیسی سیاره‌های دیگر را با هم مقایسه کنیم؛ گامی کلیدی برای اینکه در نهایت بفهمیم کدام سیاره‌ها می‌توانند زنده بمانند، آب خود را حفظ کنند و شاید حتی روزی میزبان حیات به شکلی که می‌شناسیم، باشند.»

پژوهشگران در ابتدا به‌طور مشخص به دنبال میدان‌های مغناطیسی سیاره‌های فراخورشیدی نبودند، بلکه هدفشان این بود که بررسی کنند آیا بادها در سرتاسر کیهان روی سیاره‌های داغ، رفتار مشابهی دارند یا نه.

به همین دلیل، تیم پژوهشی روی هفت «مشتری فوق‌داغ» تمرکز کرد؛ یعنی غول‌های گازی بسیار داغی که آن‌قدر به ستاره‌ی والدشان نزدیک هستند که در وضعیت قفل کشندی قرار گرفته‌اند؛ بدین معنی که همیشه یک سمت آن‌ها رو به ستاره است و سمت دیگرشان پیوسته در تاریکی به‌سر می‌برد.

تحت چنین تابش شدیدی از سوی ستاره، هر ۷ سیاره به دمای تعادل تخمینی تقریباً ۲۶۰۰ کلوین (حدود ۲۳۰۰ درجه سانتی‌گراد) می‌رسند و جریان‌های بسیار شدیدی از باد روی آن‌ها می‌وزد؛ از نزدیک به ۷۲۰۰ کیلومتر بر ساعت تا تقریباً ۲۵هزار کیلومتر بر ساعت. برای مقایسه، مشتری به‌عنوان غول نه‌چندان داغ منظومه شمسی، بادهایی با سرعت نسبتاً آرام‌تر حدود ۱۵۰۰ کیلومتر بر ساعت دارد.

پژوهشگران سرعت بادهای این سیاره‌های بیگانه را با استفاده از ابزار «اسپرسو» در تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا در شیلی و ابزار «مارون-ایکس» در تلسکوپ رصدخانه جمنای در هاوایی اندازه‌گیری کردند.

هر دوی این ابزارها طیف‌نگار هستند؛ یعنی نور اجرام آسمانی را به طول موج‌های سازنده‌ی آن تقسیم می‌کنند تا ترکیب جو آن‌ها مشخص شود. به این ترتیب، اخترشناسان توانستند با دنبال‌کردن حرکت آهن در جو این سیاره‌های فراخورشیدی، سرعت بادها را اندازه‌گیری کنند.

پژوهش اخترشناسان روی سیاره‌های هفت‌گانه، چندین شگفتی را آشکار کرد. نخست اینکه سرعت باد روی این دنیاهای گازی داغ، در واقع با افزایش دما کاهش می‌یافت؛ یعنی هرچه سیاره داغ‌تر بود، بادهای آن آهسته‌تر بودند.

پژوهشگران نتیجه گرفتند که میدان‌های مغناطیسی احتمالاً مسئول ایجاد این «ترمز» روی بادها هستند؛ زیرا حرکت ذرات باردار در جو سیار‌ه‌ها را کند می‌کنند.

شاید از همه عجیب‌تر، یافته‌ها نشان داد که قدرت میدان‌های مغناطیسی سیاره‌ها برخلاف پیش‌بینی برخی مدل‌ها، نه صدها گاوس (واحد اندازه‌گیری القای مغناطیسی)، بلکه فقط در حد چند گاوس است. این مقدار با میدان مغناطیسی غول‌های گازی بسیار سردتر منظومه شمسی ما قابل مقایسه است. درنتیجه این یافته می‌تواند به هماهنگ‌تر شدن مدل‌های پیش‌بینی‌کننده‌ی میدان‌های مغناطیسی سیاره‌ها کمک کند.

در مجموع، این مطالعه‌ی پیشگامانه ممکن است به استانداردی جدید برای شناسایی میدان‌های مغناطیسی سیاره‌های خارج از منظومه‌ی شمسی تبدیل شود. استفاده از این روش در نقاط دیگر می‌تواند مسیر جست‌وجو برای سیاره‌های بالقوه سکونت‌پذیر را هموار کند؛ جست‌وجویی که با آغاز فعالیت نسل بعدی تلسکوپ‌ها و هدف‌گیری آن‌ها به سوی زمین‌های احتمالی دیگر در سراسر جهان، بیش از همیشه جذاب شده است.

مطالعه در نشریه Nature Astronomy منتشر شده است.