Maal tähendab soojem ilm enamasti ägedamaid torme ja tugevamaid tuuli. Teadlased eeldasid, et sama hüdrodünaamiline seaduspära kehtib ka kaugetel eksoplaneetidel, kus temperatuurid ulatuvad tuhandete kraadideni. Gaasihiiglasi vaadeldes avastas uurimisrühm aga teistsuguse mustri: taevakehade temperatuuri tõustes hakkas marutuulte kiirus ootamatult vähenema

Kõrgem temperatuur peaks andma gaasidele liikumiseks rohkem energiat, selgitas Prantsusmaa Lagrange'i laboratooriumi professor Vivien Parmentier. Seega pidi leiduma neil planeetidel mingit sorti tuuli pidurdav mehhanism. Teadlased otsisid pidepunkti magnetilise pidurdamise ehk Oomi takistuse teooriast.

Ülikuumade Jupiteride atmosfääris ioniseerib tugev kiirgus leelismetallid ja raua laetud osakesteks. Kui need laetud osakesed liiguvad risti läbi planeedi magnetvälja, rakendub neile takistusjõud. Seesama elektromagnetiline hõõrdumine võtabki tugevatelt gaasivooludelt hoogu maha. Kuna ionisatsiooni tase kasvab koos temperatuuriga, tekib kuumematel planeetidel tugevam takistus, mis tuulekiirust märkimisväärselt kärbib.

Töörühm võttis oma töös aluseks seitset kuuma Jupiteri haaranud vaatlused. Sedasorti gaasihiiglased tiirlevad oma kodutähele erakordselt lähedal ja gravitatsioonilise lukustatuse tõttu on nende üks külg suunatud pidevalt ematähe poole. Tohutu temperatuurierinevus alaliselt kuuma ja jääkülma poolkera vahel kütab planeedi ühe poole enam kui 2300 °C kraadini ja paneb gaasimassid suure kiirusega liikuma. Uuritud planeetidel puhuvad tuuled kuumalt päevapoolelt jahedamale ööpoolele kiirusega 7200 kuni üle 25 000 kilomeetri tunnis.

Võrdlusena ulatuvad Päikesesüsteemi tormiseima planeedi Jupiteri tuuleiilid vaevalt 1500 kilomeetrini tunnis. Astronoomid jälgisid kaugeid torme Tšiilis asuva VLT teleskoobi ESPRESSO ja Hawaiil paikneva Gemini North teleskoobi MAROON-X spektrograafidega. Mõlemad instrumendid jaotavad taevakehalt saabuva või selle atmosfääri läbiva valguse kitsasteks lainepikkusteks. See annab üksikasjaliku ülevaate atmosfääri keemilisest koostisest.

Meeskond valis tuulte jälgimiseks raua aatomid. Äärmusliku kuumuse tõttu on raud neil planeetidel täielikult aurustunud ja neil on sinna juurde mitmeid spektri neeldumisjooni. Teadlased kaardistasid Doppleri nihke abil gaasilise raua liikumist ja andmetest joonistuski välja tuulteanomaalia.

Analüüs näitas, et seitsme vaadeldud planeedi magnetväljade tugevus jääb mõne ja kümmekonna gaussi vahele. Tulemused lükkavad sellega ümber varasemad teoreetilised mudelid, mis prognoosisid, et kuumade Jupiteride magnetvälja tugevus ulatub sadade gaussideni ehk Maast paarsada korda kõrgemaks.

Saadud madalad väärtused selgitavad füüsikute hinnangul, miks pole õnnestunud eksoplaneetide magnetosfäär mõõta raadioteleskoopidega. Arvatust sadu kordi nõrgemad signaalid ei suuda Maa ionosfäärist läbi murda. Seetõttu tulebki töörühma hinnangul magnetväljade leidmiseks kaudseid mõõtmismeetodeid.

Hoolimata nende nõrkusest viitab tervet planeeti haaravate magnetväljade olemasolu, et neis tähesüsteemides esineb võimsaid virmalisi. Visuaalsest vaatemängust palju olulisem on aga magnetkilbi roll planeedi elamiskõlblikuna hoidmisel. Looduslik magnetosfäär kaitseb taevakeha tähetuule surmava kiirguse eest ja aitab säilitada planeedi atmosfääri.

Puuduva magnetvälja mõju näitab ilmekalt Päikesesüsteemi ajalugu: Marss jahtus ja kaotas oma magnetkilbi miljardeid aastaid tagasi. Päikesetuul puhus seepeale punast planeeti ümbritsenud arvestatava atmosfääri minema ja jättis järele vaid külma kivikõrbe.

Uurijad toonitavad, et uuel meetodil on selged piiranguid. Uus arvutusmudel peegeldab atmosfääri magnetvälja tervikuna. Näitaja ühendab sügaval planeedi tuumas tekkiva dünamovälja ja atmosfäärivoolude indutseeritud lisavälja. Seetõttu annab see lähenemine füüsikutele täpsete komakohtade asemel pigem suurusjärgulisi hinnanguid.

Tulevikus soovivad astronoomid kohandada tehnikat madalama temperatuuriga Maa-tüüpi kiviplaneetide uurimiseks. Lagrange'i laboratooriumi astronoom ja uuringu juhtautor Julia Seidel märkis, et värske läbimurre aitab analüüsida teiste maailmade magnetvälju. Nii mõistavad astrofüüsikud tulevikus paremini, millistel planeetidel püsib vesi kauem ja säilib võimalus tuntud eluvormide arenguks.

Uuring ilmus ajakirjas Nature Astronomy.