Les astronomes pourraient bientôt être en mesure d'observer les ondes de choc entre les champs magnétiques des exoplanètes et le flux de particules des étoiles en orbite.
Les champs magnétiques sont cruciaux pour l’habitabilité d’une planète (et, en fait, d’une lune). Ils agissent comme des bulles de protection, empêchant les rayonnements spatiaux nocifs de décoller complètement l'atmosphère de l'objet et même d'atteindre la surface.
Un champ magnétique étendu - connu sous le nom de magnétosphère planétaire - est créé par le choc entre le vent stellaire et le champ magnétique intrinsèque de la planète. Il a le potentiel d'être énorme. Au sein de notre propre système solaire, la magnétosphère de Jupiter s'étend jusqu'à des distances jusqu'à 50 fois la taille de la planète elle-même, atteignant presque l'orbite de Saturne.
Lorsque le vent des particules de haute énergie de l'étoile frappe la magnétosphère planétaire, il interagit un choc d'arc qui détourne le vent et comprime la magnétosphère.
Récemment, une équipe d'astronomes, dirigée par un étudiant au doctorat, Joe Llama, de l'Université de St.Andrews, en Écosse, a étudié comment observer des magnétosphères planétaires et des vents stellaires via leurs chocs d'arc.
Le lama a regardé attentivement la planète HD 189733b, située à 63 années-lumière de la constellation de Vulpecula. Depuis la Terre, la planète traverse son étoile hôte tous les 2,2 jours, provoquant une baisse de la lumière globale du système.
En tant qu'étoile brillante, HD 189733b a été largement étudiée par les astronomes. Les données recueillies en juillet 2008 par le télescope Canada-France-Hawaï ont cartographié le champ magnétique de l'étoile. Alors que le champ magnétique variait, il était en moyenne 30 fois supérieur à celui de notre Soleil - ce qui signifie que le vent stellaire est beaucoup plus élevé que le vent solaire.
Cela a permis à l'équipe de réaliser des simulations approfondies du vent stellaire autour de HD 189733b - caractérisant le choc de l'arc créé lorsque la magnétosphère de la planète traverse le vent stellaire. Avec ces informations, ils ont pu simuler les courbes de lumière qui résulteraient de la planète et du choc de l'arc en orbite autour de l'étoile.
Le choc de l'arc mène la planète - provoquant une baisse de la lumière un peu plus tôt que prévu. La quantité de lumière bloquée par le choc de l'arc, cependant, changera à mesure que la planète se déplace à travers un vent stellaire variable. Si le vent stellaire est particulièrement fort, le choc d'arc résultant sera fort, et la profondeur de transit sera plus grande. Si le vent stellaire est faible, le choc d'arc résultant sera faible et la profondeur de transit sera moindre.
La vidéo ci-dessous montre la courbe de lumière d'un choc d'arc et d'une exoplanète.
"Nous avons constaté que l'onde de choc entre les champs magnétiques stellaire et planétaire changera radicalement à mesure que l'activité sur l'étoile varie", a déclaré Llama à Space Magazine. "Alors que la planète traverse des régions très denses du vent stellaire, le choc deviendra plus dense, le matériau qu'il contient bloquera plus de lumière et provoquera donc une plus grande baisse du transit, ce qui le rendra plus détectable."
Bien qu'il n'y ait eu aucune observation de transit pour cette étude, cette perspective théorique démontre qu'il sera possible de détecter le choc de l'arc, et donc le champ magnétique, d'une exoplanète éloignée. Le Dr Llama commente: "Cela nous aidera à mieux identifier les mondes potentiellement habitables."
Le document a été accepté pour publication dans les avis mensuels de la Royal Astronomical Society et peut être téléchargé ici.
