В даний час вчені можуть тільки шукати планети поза нашою Сонячною системою, використовуючи непрямі засоби. Залежно від методу, це передбачає пошук ознак транзиту перед зіркою (Транзитна фотометрія), вимірювання зірки для ознак коливання (Допплерова спектроскопія), пошук світла, відбитого від атмосфери планети (Direct Imaging), і інші методи.
Виходячи з певних параметрів, астрономи зможуть визначити, є планета потенційно мешканкою чи ні. Однак нещодавно команда астрономів з Нідерландів опублікувала дослідження, в якому вони описують новий підхід до полювання на екзопланети: пошук ознак полярних подій. Оскільки вони є результатом взаємодії між магнітним полем планети та зіркою, цей метод може стати ярликом до пошуку життя!
Щоб розбити його, причиною полярних подій є взаємодія між магнітним полем та зарядженими частинками, які регулярно випромінюється зіркою (ака. Сонячний вітер). Більше того, наявність цього явища створює радіохвилі, які мають чітку сигнатуру, яку можна виявити радіообсерваторіями тут, на Землі. Саме це зробили нідерландські астрономи, використовуючи низькочастотний масив (LOFAR).
LOFAR - це багатоцільовий сенсорний масив, який поєднується з комп'ютерною та мережевою інфраструктурою для обробки надзвичайно великих обсягів даних. Ядро масиву ("супертерп") складається з мережі тридцяти восьми станцій, зосереджених на північному сході Нідерландів, з 14 додатковими станціями в сусідніх Німеччині, Франції, Швеції, Великобританії, Ірландії, Польщі та Латвії.
Як вони вказують у своєму дослідженні, яке нещодавно з’явилось у журналі Природа, LOFAR зумів виявити тип низькочастотних радіохвиль, які прогнозувались від сусідньої зірки - GJ 1151, червоного карлика типу M за 25 світлових років від Землі. Як пояснив у прес-заяві Нью-Йоркського університету Harish Vedantham, науковий співробітник ASTRON та провідний автор дослідження:
«Рух планети через сильне магнітне поле червоного карлика діє як електричний двигун так само, як працює динамо для велосипедів. Це генерує величезний струм, який забезпечує зон та радіовипромінювання на зірку ».
Такі види взаємодій зірки та планети прогнозувались протягом понад тридцяти років, частково спираючись на активність полярних зон, що спостерігалася у Сонячній системі. Хоча магнітне поле Сонця недостатньо сильне для виробництва таких типів радіовипромінювань в інших місцях Сонячної системи, аналогічна активність спостерігалася і у Юпітера та його найбільших Місяць.
Наприклад, взаємодія між сильним магнітним полем Юпітера та Іо (найпотужнішою з найбільших його лун) створює полярні пориви та яскраві радіовипромінювання, які навіть перекривають Сонце з досить низькими частотами. Однак це вперше астрономи виявили та розшифрували такі види радіосигналів з іншої зіркової системи.
Як Джо Каллінгем, докторський співробітник ASTRON та співавтор дослідження, вказав:
«Ми адаптували знання з десятиліть радіоспостереження Юпітера у випадку цієї зірки. Масштабована версія Юпітера-Іо давно, як передбачається, існує в системах зоряних планет, і емісія, яку ми спостерігали, дуже відповідає теорії ».
Їхні висновки були підтверджені другою командою, дослідження якої детально описані в дослідженні, яке з'явилося в Росії Листи до астрофізичного журналу. Для свого дослідження Папа та його колеги покладалися на дані, надані інструментом радіальної планети з високою точністю Шукач Північ (HARPS-N) на національному телескопі Galileo (TNG), розташованому на острові Ла-Пальма, Іспанія.
Використовуючи ці спектроскопічні дані, команда змогла виключити можливість того, що радіосигнали, що спостерігаються від GJ 1151, виробляються шляхом взаємодії з іншою зіркою. Як пояснив Бенджамін Дж. Поуп, науковий співробітник NASA Сагана в Нью-Йоркському університеті та провідний автор другого документа:
«Взаємодія бінарних зірок також може випромінювати радіохвилі. Використовуючи оптичні спостереження для подальшого контролю, ми шукали докази зоряного супутника, що маскується як екзопланета в радіоданих. Ми вирішили цей сценарій дуже рішуче, тому вважаємо, що найбільш вірогідною є можливість планети розміром із Землею занадто маленькою, щоб його можна було виявити за допомогою наших оптичних приладів ».
Ці знахідки особливо важливі, оскільки пов'язані із системою червоних карликових зірок. У порівнянні з нашим Сонцем червоні карлики маленькі, прохолодні та тьмяні, але також є найпоширенішим типом зірки у Всесвіті - на них припадає 75% зірок лише в Чумацькому Шляху. Червоні карлики також є дуже хорошими кандидатами для пошуку земних планет, розташованих в межах циркулярної зони проживання (HZ).
Про це свідчать недавні відкриття, такі як Proxima b (найближча екзопланета поза нашою Сонячною системою) та сім планет, які обходять навколо TRAPPIST-1. Ці та інші знахідки змусили астрономів зробити висновок, що більшість червоних карликів перебуває на орбіті хоча б однією земною (ака. Скелястою) планетою.
Однак червоні карлики також відомі своїми сильними магнітними полями та змінною природою, а це означає, що зірки, що орбітують у своїх ГЗ, зазнавали б інтенсивної магнітної та спалахуючої активності. Такі висновки викликають чимало сумнівів у тому, чи може планета, розташована в ГЗ червоного карлика, може підтримувати життя дуже довго.
Через це вчені прогнозують, що будь-якій планеті, що обертається з ГЗ червоної карликової зірки, буде потрібно сильне магнітне поле для того, щоб сонячні спалахи та заряджені частинки не повністю знімали їх атмосферу і робили їх абсолютно непридатними. Отже, це відкриття пропонує не тільки новий та унікальний спосіб дослідити довкілля навколо екзопланет, а й пропонує засоби визначення можливості їх проживання.
Шукаючи радіовипроміни низької частоти, астрономи змогли не лише виявити екзопланети, але й оцінити силу їх магнітних полів та інтенсивність випромінювання їх зірки. Ці висновки пройдуть довгий шлях до визначення того, здатні чи ні скелясті планети, які на орбіті червоних карликових зірок підтримують життя.
Папа та його колеги зараз шукають використовувати цей метод для пошуку подібних викидів від інших зірок. Протягом 20 світлових років нашої Сонячної системи існує щонайменше 50 червоних карликових зірок, і багато з них вже виявили, що на них навколо них орбіта. І команда Ведантама, і Папа Римського передбачають, що цей новий метод відкриє новий спосіб пошуку та характеристики екзопланет.
"Довгострокова мета полягає в тому, щоб визначити, який вплив магнітна активність зірки впливає на заселення екзопланети, і радіовипромінювання є великою частиною цієї головоломки", - сказав Ведантхам. "Наша робота показала, що це можливо з новими поколіннями радіотелескопів і поставило нас на захоплюючий шлях".
Обов’язково перегляньте це відео останнього відкриття, люб’язно надане ASTRON:
