Les champs magnétiques jouent une partie importante – si cela sous-estimé – en partie dans des systèmes planétaires. Sans un champ magnétique fort, les planètes peuvent se retrouver comme un désert stérile comme Mars, ou ils pourraient indirectement affecter des tempêtes massives, comme on peut le voir sur Jupiter.
Cependant, notre compréhension des champs magnétiques planétaires est limitée aux huit planètes de notre système solaire, car nous n'avons pas encore accumulé beaucoup de données sur les champs magnétiques des exoplanètes. Cela pourrait être sur le point de changer, selon un nouvel article de préparation d'un groupe de chercheurs d'Europe, des États-Unis, de l'Inde et des Émirats arabes unis.
Selon l'article, il existe deux principales façons dont les scientifiques pourraient collecter des données sur les champs magnétiques d'exoplanet. Le premier est la détection directe en utilisant deux « effets » connus sous le nom d'effets Hanle et Zeeman. L'autre est indirect, qui utilise des « points chauds » dans l'atmosphère d'une star hôte.
L'œuvre est publiée sur le arxiv serveur de préimprimée.
Pour la détection directe, un observatoire devrait capturer des photons qui voyagent à travers l'atmosphère de la planète car il fait un transit. Étant donné que les transits sont l'une des principales façons dont les exoplanètes sont détectés, il devrait y avoir beaucoup de données sur ces événements. Avec ces photons en main, les chercheurs pouvaient les analyser pour les effets de Hanle et Zeeman.
L'effet de hanle se produit lorsque la lumière est affectée par un champ magnétique, en particulier un champ perpendiculaire à la ligne de vue. Ces faisceaux lumineux polarisés peuvent être absorbés par les atomes d'hélium dans l'atmosphère de la planète, ce qui fait une ligne spectrographique claire au «triplet He i 1083». Surtout, cet effet est même en place pour des champs magnétiques relativement faibles, il pourrait donc être utilisé pour sonder des champs magnétiques qui sont encore plus faibles que la Terre, bien que l'orientation du champ joue un rôle important dans la force qu'il est capable de mesurer.
La polarisation joue également un rôle dans l'effet Zeeman, mais au lieu de la polarisation linéaire dans une certaine orientation, l'effet Zeeman regarde la polarisation circulaire au lieu de la polarisation linéaire utilisée dans l'effet de hanle. La lumière passant à travers un champ magnétique d'exoplanet pourrait être polarisée circulairement par des lignes de champ magnétiques pointant le long de la ligne de vue de l'observatoire, qui monte bien avec les lignes de champ magnétique perpendiculaire qui provoquent l'effet de la hanle.
La combinaison des deux de ces effets peut fournir une image relativement claire de la force et de l'orientation du champ magnétique d'un exoplanet. Un avantage supplémentaire est que comme ils utilisent la mesure différentielle, il est facile de supprimer des données potentiellement confondantes comme les photons de l'étoile hôte elle-même. Cependant, comme ces photons doivent passer par l'atmosphère de l'Exoplanet, il n'y en a pas non plus beaucoup, donc cette technique ne fonctionne qu'avec des planètes plus grandes qui sont proches de leur étoile hôte.
Les méthodes indirectes nécessitent également que les planètes hôtes soient proches de leur étoile, mais pour une raison différente. Ils identifient des points chauds stellaires qui sont la manifestation des interactions de champ magnétique entre l'étoile et la planète. La planète, dont la taille n'a pas autant d'importance dans ce scénario, doit être suffisamment proche de son étoile hôte pour être dans sa surface Alfvén, un espace défini par la zone où les interactions magnétiques étoilées / planète sont censées se produire.
Même le mercure n'est pas dans la surface Alfvén de notre Soleil, qui se situe généralement entre 10 et 20 rayons solaires de la surface de l'étoile. Cependant, depuis la majorité des exoplanètes qui ont été trouvés en orbite très proche de leur étoile parent, ce n'est pas nécessairement un inconvénient. Cette technique a d'autres inconvénients, cependant, comme essayer de démêler si l'activité magnétique provoquant le hotspot provient d'une planète ou d'un autre système dynamique dans le champ magnétique de l'étoile lui-même.
En fin de compte, plus de science – et donc plus de données – est nécessaire. Les auteurs espèrent que les futures missions comme l'Observatoire des mondes habitables (HWO) seront bien placées pour collecter le type de données nécessaires pour analyser ces champs magnétiques potentiels. Cela ne veut pas dire que les observatoires actuels ne peuvent pas faire un travail préliminaire avec des champs magnétiques forts, mais étant donné que HWO ne sera pas lancé pendant au moins 15 ans, il pourrait être un certain temps avant de mieux comprendre les champs magnétiques des planètes en dehors de notre propre système.
