Des chercheurs ont identifié la première signature d’un champ magnétique autour d’une planète en dehors de notre système solaire, en utilisant les données du télescope spatial Hubble. Tout comme le champ magnétique terrestre agit comme un bouclier contre les particules énergétiques du Soleil, qui constituent les vents solaires, des fonctions similaires peuvent être remplies par les champs magnétiques des exoplanètes.
Décrit dans un article publié dans la revue Astronomie naturellela découverte marque la première fois qu’une telle caractéristique a été vue sur une planète extraterrestre.
Tout comme le champ magnétique terrestre agit comme un bouclier contre les particules énergétiques du Soleil, qui constituent les vents solaires, des fonctions similaires peuvent être remplies par les champs magnétiques des exoplanètes. Image : Naeblys – Shutterstock
Un champ magnétique explique le mieux les observations d’une région étendue de particules de carbone chargées qui entourent la planète et s’en éloignent en une longue queue. Comme les champs magnétiques jouent un rôle crucial dans la protection des atmosphères planétaires, visualiser leur signature sur une exoplanète est une étape importante pour mieux comprendre à quoi ressemblent ces mondes d’autres systèmes solaires.
L’équipe a observé l’exoplanète HAT-P-11b, une planète de la taille de Neptune à 123 années-lumière de la Terre qui traverse directement la face de son étoile hôte six fois, selon les observations de transit de Hubble. Selon les scientifiques, les observations ont été faites dans le spectre de la lumière ultraviolette, qui est au-delà de ce que l’œil humain peut voir.
Le lien entre la signature du champ magnétique et l’habitabilité planétaire nécessite une étude plus approfondie
Ils ont déclaré que le télescope spatial avait détecté des ions de carbone – des particules chargées qui interagissent avec les champs magnétiques – dans la magnétosphère de la planète. La magnétosphère est une région autour d’un objet céleste (comme la Terre) qui est formée par l’interaction de l’objet avec le vent solaire émis par son étoile hôte.
“C’est la première fois que la signature du champ magnétique d’une exoplanète est détectée directement sur une planète en dehors de notre système solaire”, a déclaré Gilda Ballester, co-auteur de l’étude et professeur de recherche adjoint au Lunar and Planetary Laboratory de l’Université d’Arizona. « Un champ magnétique puissant sur une planète comme la Terre peut protéger son atmosphère et sa surface du bombardement direct des particules énergétiques qui composent le vent solaire. Ces processus affectent fortement l’évolution de la vie sur une planète comme la Terre car le champ magnétique protège les organismes de ces particules énergétiques.
Comme le souligne le site Web Physique, la découverte de la magnétosphère de HAT-P-11b est une étape significative vers une meilleure compréhension de l’habitabilité d’une exoplanète. Toutes les planètes et les lunes de notre système solaire n’ont pas leurs propres champs magnétiques, et les chercheurs affirment que le lien entre les champs magnétiques et l’habitabilité d’une planète doit encore être étudié plus avant.
“HAT-P-11 b s’est avéré être une cible très excitante, car les observations de transit UV de Hubble ont révélé une magnétosphère, considérée à la fois comme un composant ionique étendu autour de la planète et une longue queue d’ions qui s’échappent”, a déclaré Ballester, ajoutant que cette méthode peut être utilisé pour détecter des magnétosphères sur une variété d’exoplanètes et pour évaluer leur rôle dans l’habitabilité potentielle.
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Ballester est chercheur principal pour l’un des programmes du télescope spatial Hubble qui a observé HAT-P-11b. Il a contribué à la sélection de cette cible spécifique pour les études UV.
Une découverte importante a été l’observation d’ions carbone non seulement dans une région autour de la planète, mais s’étendant également dans une longue queue qui s’éloignait de la planète à des vitesses moyennes de 160 000 km/h. La queue atteint dans l’espace par au moins 1 unité astronomique, la distance entre la Terre et le Soleil.
Lotfi Ben-Jaffel de l’Institut d’astrophysique de Paris, premier auteur de l’étude, a dirigé l’équipe, qui a utilisé des simulations informatiques 3D pour modéliser les interactions entre les régions atmosphériques supérieures de la planète et le champ magnétique avec le vent solaire entrant.
“Tout comme le champ magnétique terrestre et son environnement spatial immédiat interagissent avec le vent solaire, qui se compose de particules chargées se déplaçant à environ 900 000 mph, il existe des interactions entre le champ magnétique de HAT-P-11b et son environnement spatial immédiat avec le vent solaire de son star hôte, et ceux-ci sont très complexes », a déclaré Ballester.
Alors que la physique dans les magnétosphères de la Terre et de HAT-P-11b est la même, la proximité de l’exoplanète avec son étoile – à peine un vingtième de la distance entre la Terre et le Soleil – fait chauffer sa haute atmosphère et “bouillir” essentiellement pour l’espace, entraînant la formation de la queue magnétique.
Les chercheurs ont également découvert que la métallicité de l’atmosphère de HAT-P-11b – le nombre d’éléments chimiques dans un objet qui sont plus lourds que l’hydrogène et l’hélium – est plus faible que prévu.
Dans notre système solaire, les planètes gazeuses glacées Neptune et Uranus sont riches en métaux mais ont de faibles champs magnétiques, tandis que les planètes gazeuses beaucoup plus grandes – Jupiter et Saturne – ont une faible métallicité et des champs magnétiques puissants.
Ainsi, la faible métallicité atmosphérique de HAT-P-11b remet en question les modèles actuels de formation d’exoplanètes, selon les auteurs. “Bien que la masse de HAT-P-11b ne représente que 8% de celle de Jupiter, nous pensons que l’exoplanète ressemble plus à un mini-Jupiter qu’à un Neptune”, a déclaré Ballester. “La composition atmosphérique que nous voyons sur HAT-P-11b suggère que davantage de travail doit être fait pour affiner les théories actuelles sur la façon dont certaines exoplanètes se forment en général.”
