Planetiniai ūkai plečiasi dujų apvalkalais, kuriuos gyvenimo pabaigoje išstumia į saulę panašios žvaigždės. Į saulę panašios žvaigždės didžiąją gyvenimo dalį praleidžia degindamos vandenilį į helį. Pasibaigus vandenilio sintezės fazei, šios žvaigždės padidina savo skersmenį maždaug 100 kartų ir tampa „raudonomis milžiniškomis žvaigždėmis“. Pasibaigus raudonajai milžino fazei, išoriniai žvaigždės sluoksniai yra nupūsti. Išstumtos dujos toliau plečiasi nuo likusios centrinės žvaigždės, kuri vėliau virsta „balta nykštukė“, kai nutrūksta branduolių sintezė. Astronomai mano, kad planetos ūkas susiformuoja, kai iš centrinės žvaigždės atėjęs greitas žvaigždžių vėjas sugauna lėtesnį vėją, kurį sukūrė anksčiau, kai žvaigždė išstūmė didžiąją dalį savo išorinių sluoksnių. Ties riba tarp dviejų vėjų įvyksta smūgis, kuris sukuria matomą tankią apvalkalą, būdingą planetų ūkams. Dujų gaubtas yra sujaudintas ir apšviestas karštos centrinės žvaigždės skleidžiama šviesa. Šviesa iš centrinės žvaigždės gali uždegti planetos ūką maždaug 10 000 metų.
Stebimos planetų ūkų formos yra labai mįslingos: dauguma jų (apie 80%) yra bipoliniai arba elipsės formos, o ne sferiškai simetriškos. Šis sudėtingumas lėmė gražius ir nuostabius vaizdus, gautus naudojant šiuolaikinius teleskopus. Žemiau esančiose nuotraukose lyginti planetų ūkas su bipoliniais (kairėje) ir sferinėmis (dešinėje) formomis.
Priežastis, kodėl dauguma planetinių ūkų nėra sferiniai, nėra gerai suprantama. Iki šiol buvo svarstomos kelios hipotezės. Vienas iš jų leidžia manyti, kad keistas planetų ūkų formas gali sukelti tam tikras išcentrinis efektas, atsirandantis dėl greito raudonųjų milžinų sukimosi. Kita teorija yra ta, kad žvaigždės vėjo simetrijai gali turėti įtakos žvaigždė-kompanionė. Tačiau naujausios ir įtikinamiausios teorijos, paaiškinančios ūkų formas, apima magnetinius laukus.
Magnetinių laukų buvimas gražiai paaiškintų sudėtingas planetų ūkų formas, nes išstumta medžiaga yra įstrigusi išilgai magnetinio lauko linijų. Tai galima palyginti su geležies drožlėmis, įstrigusiomis juostos magneto lauko linijomis - klasikine demonstracija vidurinės mokyklos fizikos klasėse. Kadangi stiprūs magnetiniai laukai žvaigždės paviršiuje taip pat daro spaudimą dujoms, materija gali lengviau palikti žvaigždę ties magnetiniais poliais, kur magnetinis laukas yra stipriausias.
Magnetiniai laukai gali būti sukurti šalia planetinių ūkų. Magnetinius laukus gali sukurti žvaigždžių dinamo fazė, kai išmestas ūkas. Kad dinamo egzistuotų, žvaigždės šerdis turi suktis greičiau nei apvalkalas (kaip tai daroma Saulėje). Taip pat įmanoma, kad magnetiniai laukai yra ankstesnių žvaigždžių evoliucijos stadijų fosilijos reliktai. Daugeliu atvejų žvaigždėse esanti medžiaga yra tokia laidi elektrai, kad magnetiniai laukai gali išgyventi milijonus ar milijardus metų. Abu mechanizmai, kartu su išstumiamos medžiagos sąveika su aplinkinėmis tarpžvaigždinėmis dujomis, galėtų formuoti planetos ūkius.
Dar visai neseniai mintis, kad magnetiniai laukai yra svarbi sudedamoji dalis formuojant planetinius ūkius, buvo grynai teorinis teiginys. 2002 m. Buvo rasti pirmieji tokio magnetinio lauko buvimo požymiai. Radijo stebėjimai atskleidė magnetinius laukus žiediniuose milžiniškų žvaigždžių vokeliuose. Šie apvalūs vokai iš tikrųjų yra planetų ūkų palikuonys. Tačiau pačiuose ūkuose tokio magnetinio lauko niekada nebuvo pastebėta. Norėdami gauti tiesioginį įspūdį apie magnetinių laukų buvimą planetų ūkuose, astronomai nusprendė sutelkti dėmesį į centrines žvaigždes, kur magnetiniai laukai turėjo išlikti.
Dabar buvo gauti šie pirmieji tiesioginiai įrodymai. Pirmą kartą Stefanas Jordanas ir jo komanda aptiko magnetinius laukus keliose centrinėse planetų ūkų žvaigždėse. Naudodamiesi 8 m klasės labai didelio teleskopo (VLT, Europos pietų observatorija, Čilė) spektrografu FORS1, jie išmatavo keturių šių žvaigždžių skleidžiamos šviesos poliarizaciją. Poliarizacijos signalai spektrinėse linijose leidžia nustatyti stebimų žvaigždžių magnetinių laukų intensyvumą. Esant magnetiniam laukui, atomai būdingu būdu keičia savo energiją; šis efektas vadinamas Zeemano efektu ir 1896 m. jį atrado Pieteris Zeemanas Leidene (Nyderlandai). Jei šie atomai sugeria arba skleidžia šviesą, šviesa tampa poliarizuota. Tai leidžia nustatyti magnetinio lauko stiprį išmatuojant poliarizacijos stiprį. Šie poliarizacijos signalai paprastai yra labai silpni. Tokiems matavimams reikia labai aukštos kokybės duomenų, kuriuos galima gauti tik naudojant 8 metrų klasės teleskopus, tokius kaip VLT.
Komanda stebėjo keturias centrines planetų ūkų žvaigždes ir visose jose buvo rastas magnetinis laukas. Šios keturios žvaigždės buvo pasirinktos, nes su jomis susiję planetiniai ūkai (pavadinti NGC 1360, HBDS1, EGB 5 ir Abell 36) yra nesferiniai. Taigi, jei teisinga magnetinio lauko hipotezė paaiškinti planetų ūkų formas, šios žvaigždės turėtų turėti stiprų magnetinį lauką. Šie nauji rezultatai rodo, kad taip yra iš tikrųjų: aptiktų magnetinių laukų stipris yra nuo 1000 iki 3000 Gauso, tai yra maždaug tūkstantis kartų didesnis nei Saulės pasaulinio magnetinio lauko stipris.
Šie nauji Stefano Jordano ir jo kolegų paskelbti stebėjimai patvirtina hipotezę, kad magnetiniai laukai vaidina pagrindinį vaidmenį formuojant planetos ūkius. Dabar komanda planuoja ieškoti magnetinių laukų centrinėse sferinių planetinių ūkų žvaigždėse. Tokių žvaigždžių magnetiniai laukai turėtų būti silpnesni nei ką tik aptikti. Šie ateities stebėjimai leis astronomams kiekybiškai įvertinti ryšį tarp magnetinių laukų ir keistų planetų ūkų formų.
Per pastaruosius kelerius metus polarimetriniai stebėjimai su VLT paskatino daugelio žvaigždžių objektų magnetinių laukų atradimą vėlyvosiose evoliucijos stadijose. Be to, kad pagerėja mūsų supratimas apie šias gražias planetų ūkų formas, šių magnetinių laukų aptikimas leidžia mokslui žengti žingsnį į priekį aiškinantis ryšį tarp magnetinių laukų ir žvaigždžių fizikos.
Originalus šaltinis: NASA Astrobiologijos istorija
