Използване на радиовълни за откриване и изследване на екзопланети

Голяма червена сфера и по-малка сфера, свързани със сини нишки на черен фон.

Концепцията на художника за атмосферата на скалиста планета, взаимодействаща със силното магнитно поле на близката звезда червено джудже. Това ще създаде полярни сияния в атмосферата на планетата, достатъчно мощни, за да могат техните радиовълни да бъдат открити от Земята. Изображение чрезАСТРОН.


Екзопланетиорбитиращи далечни звезди са трудни за откриване, но има няколко начина да го направите. Най-популярният метод е да наблюдавате за потапяне в светлината на звезда, когато е екзопланетатранзитипред него. Други екзопланети се намират чрез aмалка смянапри движение на звезда в космоса, причинено от притеглянето на гравитацията на екзопланетата. Рядко някои екзопланети се откриват чрездиректно изобразяване. Сега има още една нова техника, която учените тестват: намиране на радиовълни от полярните сияния, причинени от взаимодействието между планета и нейната звезда,червено джуджезвезди по-специално. И сега учените, използващи тази нова техника, имат първата си кандидат-екзопланета.

Използване на нискочестотен масив (ОБЕЩАНИЯ) радиотелескоп, откриха учени от Холандиянеобичайни радиовълниидващи от близката звезда червено джуджеGJ1151. Тези радиовълни са точно това, което би се очаквало от сиянията на планетата, причинени от взаимодействието на звездата и силното магнитно поле около планетарно тяло.


Интригуващоторецензиран от партньориконстатациите бяхапубликуванивПриродатана 17 февруари 2020 г.

Хариш Ведантам, водещ автор на изследването и Холандски институт за радиоастрономия (АСТРОН) щатен учен, каза в aизявление:

Движението на планетата през силното магнитно поле на червеното джудже действа като електрически двигател почти по същия начин, по който работи велосипедното динамо. Това генерира огромен ток, който захранва сиянията и радио излъчванията на звездата.

По принцип радиовълните, генерирани от полярните сияния на планета, могат да се считат за доказателство, че планетата съществува, дори ако все още не е била открита с други методи. За това изследване това биха били планети, обикалящи около звезди червено джудже, тъй като те имат по-силни магнитни полета, които биха могли да генерират достатъчно мощни полярни сияния, за да бъдат открити.


Планета с цветни ленти и лилаво-сини петна отгоре и отдолу.

Аврори на полюсите на Юпитер на 2 октомври 2011 г. Това изображение е сбор от данни отРентгенова обсерватория ЧандраиКосмически телескоп Хъбъл. Подобни полярни сияния биха били по-мощни на планети, обикалящи близо до звезди червени джуджета и биха могли да бъдат открити от техните радиовълни. Изображение чрез NASA/ CXC/ UCL/ W. Dunn et al./ STScI/Научни новини.

Това не работи в нашата собствена слънчева система, тъй като магнитното поле на слънцето е по-слабо и токовете, генерирани в атмосферите на планетите, следователно не са толкова силни. СпоредДжо Калингам, съавтор на изследването:

Адаптирахме знанията от десетилетия радионаблюдения на Юпитер към случая с тази звезда. Отдавна се предвиждаше да съществува увеличена версия на Юпитер-Йо под формата на система звезда-планета и излъчването, което наблюдавахме, отговаря много добре на теорията.

Сега изследователите искат да разгледат други червени джуджета за подобни емисии. Много екзопланети вече са открити в орбита около червени джуджета, а червените джуджета са най-често срещаният тип звезди в нашата галактика. Тогава е логично, че много повече екзопланети чакат да бъдат открити около тези звезди. Според Callingham:


Сега знаем, че почти всяко червено джудже е домакин на земни планети, така че трябва да има и други звезди, показващи подобно излъчване. Искаме да знаем как това се отразява на нашето търсене на друга Земя около друга звезда.

11 малки сфери на черен фон с текстови пояснения.

Много планети, обикалящи в близост до звезди червено джудже, вероятно биха били необитаеми поради силната слънчева радиация. Но не всички. Системата TRAPPIST-1 има най-малко седем скалисти планети с размерите на Земята, от които се смята, че поне три са потенциално обитаеми. Тази илюстрация ги сравнява (концепциите на художника) с четирите скалисти планети в нашата слънчева система. Изображение чрез НАСА/JPL- Калтех.

За да направят това, изследователите ще използват изображения от текущото проучване на северното небе, наречено LOFAR Two Meter Sky Survey (LoTSS), наричано още проучване на LoTSS широка област.Тим Шимуел, съавтор на изследването, каза:

С чувствителността на LOFAR очакваме да намерим около 100 такива системи в слънчевия квартал. LOFAR ще бъде най-добрата игра в града за такава наука доКвадратни километър масивидва онлайн.


Това не само може да бъде уникален нов начин за откриване на екзопланети, но също така може да помогне за по-доброто разбиране на околната среда на тези планети. Според Vedantham:

Дългосрочната цел е да се определи какво влияние оказва магнитната активност на звездата върху обитаемостта на екзопланетата, а радио емисиите са голяма част от този пъзел. Нашата работа показа, че това е жизнеспособно с новото поколение радиотелескопи и ни поставя на вълнуващ път.

За много планети, обикалящи около червени джуджета, обитаемостта може да бъде сериозно компрометирана. Червените джуджета, със своите интензивни магнитни полета, генерират мощна слънчева радиация, която може да отстрани атмосферата от планети, които са твърде близо, което ги прави необитаеми, поне на повърхността. Но не всички планети непременно ще претърпят тази съдба и все още трябва да има планети, които са достатъчно далеч от своите червени джуджета, за да избегнат този проблем, като същевременно не сасъщодалеч, което им позволява да имат течна вода.

Усмихнат мъж с шапка с камък зад него.

Хариш Ведантам от ASTRON, водещ автор на новото изследване. Изображение чрезАСТРОН.

TheTRAPPIST-1системата е добър пример за това. Има най-малко седем скалисти свята с размер на Земята, обикалящи около това червено джудже и поне три от тях се смятат за потенциално обитаеми с възможност за течна вода на повърхността им. Ще бъде много интересно да видим какво разкрива по-нататъшното изследване на тези светове.

Откриването на планетарни сияния чрез излъчваните от тях радиовълни ще бъде вълнуващ нов начин за намиране и изследване на екзопланети, включително такива, които могат да бъдат пропуснати от други методи. Останете на линия!

В крайна сметка: Проучване от Холандия показва нов начин, по който учените могат да откриват екзопланети от радиовълните, генерирани от полярните сияния в тези светове.

Източник: Кохерентно радио излъчване от неподвижно червено джудже, което показва взаимодействие звезда-планета

Вашият ASTRON