Przejdź do treści

Naukowcy pionierami nowej metody badania egzoplanet

img

Zespół naukowców, korzystając z radioteleskopu LOFAR zaobserwował fale radiowe, które niosą wyraźne ślady zorzy polarnych, wywołanych interakcją pomiędzy polem magnetycznym gwiazdy a planetą na jej orbicie.

Emisja radiowa z wzajemnego oddziaływania gwiazda-planeta była przewidywana od dłuższego czasu, jednak astronomowie po raz pierwszy byli w stanie wykryć i odszyfrować te sygnały. Odkrycie to toruje drogę nowatorskiemu i wyjątkowemu sposobowi badania środowiska wokół egzoplanet i określania ich zdatności do zamieszkania.

Badania były skoncentrowane na czerwonych karłach, które są najliczniejsze w naszej Drodze Mlecznej – ale znacznie mniejsze i chłodniejsze niż nasze Słońce. Oznacza to, że planeta nadająca się do zamieszkania musi znajdować się znacznie bliżej swojej gwiazdy niż Ziemia od Słońca.

Czerwone karły mają również znacznie silniejsze pole magnetyczne niż Słońce, co oznacza, że planety zdatne do zamieszkania, krążące wokół nich są narażone na intensywną aktywność magnetyczną. Może to prowadzić do ogrzewania planet a nawet zniszczenia ich atmosfer. Emisje radiowe związane z tym procesem są jednym z niewielu dostępnych narzędzi do badania interakcji między takimi planetami i ich gwiazdami macierzystymi.

Poruszanie się planet przez silne pole magnetyczne czerwonego karła generuje potężny prąd, który zasila zorzę polarną i emisję radiową na gwieździe.

Dzięki słabemu polu magnetycznemu Słońca i większej odległości od planet w Układzie Słonecznym podobne prądy nie są generowane. Jednak wspólne oddziaływania księżyca Jowisza Io z atmosferą samego Jowisza generuje podobną jasną emisję radiową, która na wystarczająco niskich częstotliwościach przyćmiewa nawet Słońce.

Astronomowie dostosowali wiedzę z dziesięcioleci radiowych obserwacji Jowisza do przypadku tej gwiazdy. Od dawna przewiduje się, że skalowana wersja Jowisz-Io będzie istnieć w układach gwiezdnych, a obserwowana emisja bardzo dobrze pasuje do teorii.

Dla pewności astronomowie musieli wykluczyć alternatywne rozwiązanie – że oddziałujące ciała są dwiema gwiazdami w bliskim układzie podwójnym zamiast gwiazdy i jej egzoplanety. Zespół szukał sygnatury gwiazdy towarzyszącej za pomocą instrumentu HARPS-N (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher) zainstalowanego na teleskopie Italian Telescopio Nazionale Galileo na La Palmie.

„Interakcje między gwiazdami podwójnymi również mogą emitować fale radiowe. Korzystając z obserwacji optycznych, szukaliśmy dowodów na obecność gwiezdnego towarzysza udającego egzoplanetę w danych radiowych. Wykluczyliśmy jednak ten scenariusz, dlatego uważamy, że najbardziej prawdopodobną możliwością jest planeta wielkości Ziemi, zbyt mała, aby można ją było wykryć za pomocą naszych instrumentów optycznych” – mówi Benjamin Pope, NASA Sagan Fellow na New York University i główny autor artykułu.

Teraz grupa koncentruje się na znalezieniu podobnej emisji pochodzącej od innych gwiazd. Oczekują, że ta nowa metoda wykrywania egzoplanet otworzy nowy sposób zrozumienia planet zdatnych do zamieszkania.

„Długofalowym celem jest ustalenie, jaki wpływ aktywność magnetyczna gwiazdy ma na planety zdatne do zamieszkania, a emisje radiowe są dużym elementem tej układanki” – mówi Harish Vedantham z Netherlands Institute for Radio Astronomy (ASTRON) i współautor pracy.

Więcej:
Scientists Pioneer New Way to Study Exoplanets

Coherent radio emission from a quiescent red dwarf indicative of star–planet interaction

No Massive Companion to the Coherent Radio-emitting M Dwarf GJ 1151

Źródło: NYU