Constraining an exoplanet’s magnetic field using star-planet interactions

Theory predicts that a planet with a sufficiently strong magnetic field orbiting close to its host star could induce star-planet magnetic interactions. This is potentially observable as an optical or radio stellar activity signal synchronised with the planet’s orbital period. We analyze 18 years of high-resolution optical spectroscopy of GJ 436, a low mass star orbited by a Neptune-sized exoplanet on a polar eccentric orbit. Stellar activity indicators show enhancements at a period corresponding to the exoplanet orbit, modulated by stellar rotation, and the star’s 8-year magnetic cycle. We interpret this as a signal of star-planet magnetic interaction. Using a geometric model, we reproduce these periods if GJ 436 b has a magnetic field strength of 6 to 110 Gauss.

Перевод аннотации на русский:

Теория предсказывает, что планета с достаточно сильным магнитным полем, обращающаяся близко к своей звезде-хозяину, может индуцировать звёздно-планетные магнитные взаимодействия. Это потенциально может наблюдаться как сигнал звёздной активности в оптическом или радиодиапазоне, синхронизированный с орбитальным периодом планеты. Мы проанализировали 18-летнюю серию высококачественных оптических спектров GJ 436 — маломассивной звезды, вокруг которой по полярной эксцентрической орбите обращается экзопланета размером с Нептун. Индикаторы звёздной активности показывают усиления на периоде, соответствующем орбите экзопланеты, модулированные звёздным вращением и 8-летним магнитным циклом звезды. Мы интерпретируем это как сигнал звёздно-планетного магнитного взаимодействия. Используя геометрическую модель, мы воспроизводим эти периоды, если поле GJ 436 b имеет напряжённость от 6 до 110 гаусс.