Astronomové objevili první polární záři mimo Sluneční soustavu. Proč je záhadná?

Polární záře v atmosféře hnědého trpaslíka. Credit: Chuck Carter and Gregg Hallinan/Caltech
Polární záře v atmosféře hnědého trpaslíka. Credit: Chuck Carter and Gregg Hallinan/Caltech
www.novedalekohledy.cz

Polární záře je nepochybně jedno z nejkrásnějších nebeských divadel, které se navíc odehrává jen pár desítek kilometrů nad našimi hlavami. Existují polární záře i na jiných tělesech? Určitě! Stačí objekt s atmosférou a magnetickým polem.

Naše Slunce si pro nás občas připraví spršku nabitých částic (protony, elektrony), které vychrlí do kosmického prostoru. Země se nachází od Slunce 150 milionů kilometrů a oblak energetických částic má tendenci se rozpínat. Díky tomu dorazí do blízkosti naší rodné hroudy už výrazně nižší „koncentrace“ tohoto oblaku.

Nabité částice následně sklouzávají podél siločár zemského magnetického pole směrem k magnetickým pólům, kde se ve výšce kolem 100 km srazí s molekulami vzduchu. Elektrony v atomech přeskočí na vyšší energetickou hladinu a při návratu do původní hladiny dojde ke vzniku záření, které zejména v polárních oblastech vyráží dech přítomným pozorovatelům.

Astronomové nyní objevili (i když hypotézy byly už dříve) možnou polární záři v atmosféře hnědého trpaslíka LSR J1835+3259, který se nachází 18,5 světelných let od nás.

Hnědí trpaslíci jsou přechodnou fází mezi hvězdami a planetami. Mají hmotnost v řádu desítek Jupiterů, což není dostačující na zažehnutí klasické termonukleární reakce.

Už před 7 lety astronomové zjistili, že tento hnědý trpaslík emituje rádiové pulzy. Podobné pozorujeme také u plynných planet ve Sluneční soustavě, kde souvisí s polárními zářemi.

Astronomové se podívali na inkriminovaného hnědého trpaslíka radioteleskopy Karl G. Jansky Very Large Array v Novém Mexiku a dalekohledem Hale na Palomaru a zdá se, že v atmosféře LSR J1835+3259 skutečně probíhají velké polární záře.

Pokud bychom je viděli z blízka, byly by nejspíše červené. Barva totiž závisí na složení atmosféry. V případě Země hrají polární záře různými barvami – zelenou, modrou, červenou, za což mohou kyslík a dusík. V atmosféře plynných planet nebo hnědého trpaslíka bude vodík zodpovědný zejména za červenou barvu a za vlnové délky mimo pozorované světlo (IR a UV záření).

Polární záře v atmosféře LSR J1835+3259 by mohla být 10 tisíc a 100 tisíckrát silnější než v případě Jupiteru, neboť hnědý trpaslík bude mít až 200x silnější magnetické pole.

To je vše hezké, ale je zde problém. LSR J1835+3259 není součástí vícenásobného hvězdného systému! Jinými slovy, putuje vesmírem sám, nemá žádného průvodce nebo chcete-li své slunce.

Jedna z antén v Karl G. Jansky Very Large Array, foto: Wikipedia, CC BY-SA 3.0
Jedna z antén v Karl G. Jansky Very Large Array, foto: Wikipedia, CC BY-SA 3.0

V případě pozemských polárních září je zdroje nabitých částic Slunce. U LSR J1835+3259 to musí být něco jiného.

Vědci nabízejí dvě hypotézy. Okolo hnědého trpaslíka obíhá větší planeta, která generuje v magnetosféře trpaslíka silné proudy. Něco podobného dělá u Jupiteru měsíc Io.

Druhou možností je, že nabité částice „prší“ z nějakého zdroje do atmosféry. Zdrojem může být mezihvězdných prach nebo spíše nějaká vulkanicky aktivní planeta.

V budoucnu bychom mohli objevit polární záře také u exoplanet. Zejména horcí jupiteři, kteří se nacházejí blízko od své hvězdy, by mohly mít velmi silné polární záře.

Zdroj: Magnetospherically driven optical and radio aurorae at the end of the stellar main sequence