В момента учените могат да търсят само планети извън нашата Слънчева система, като използват косвени средства. В зависимост от метода, това ще включва търсене на знаци за преминаване пред звезда (Транзитна фотометрия), измерване на звезда за признаци на колебание (Доплерова спектроскопия), търсене на светлина, отразена от атмосферата на планетата (Direct Imaging), и уби други методи.
Въз основа на определени параметри астрономите могат да определят дали дадена планета е потенциално обитаема или не. Въпреки това, екип от астрономи от Холандия наскоро пусна проучване, в което те описват нов подход за екзопланет-лов: търсене на признаци на аурора. Тъй като те са резултат от взаимодействие между магнитното поле на планетата и звезда, този метод може да бъде пряк път до намирането на живот!
За да го разрушат, взаимодействията между магнитно поле и заредените частици, които редовно се излъчват от звезда (известен още като слънчев вятър), са причина за появата на аурора. Нещо повече, наличието на това явление произвежда радиовълни, които имат ясно изразена сигнатура, която може да бъде открита от радио наблюдателите тук на Земята. Точно това са направили базираните в Холандия астрономи, използвайки нискочестотния масив (LOFAR).
LOFAR е многоцелеви сензорни масиви, които са сдвоени с компютърна и мрежова инфраструктура, за да могат да обработват изключително големи обеми от данни. Ядрото на масива („супертерп“) се състои от мрежа от тридесет и осем станции, концентрирани в североизточната част на Холандия с 14 допълнителни станции в съседни Германия, Франция, Швеция, Великобритания, Ирландия, Полша и Латвия.
Както посочват в своето проучване, което наскоро се появи в списанието природа, LOFAR успя да открие типа радиочестоти с ниска честота, които се прогнозираха от близката звезда - GJ 1151, червено джудже от тип M на 25 светлинни години от Земята. Както Harish Vedantham, служител в ASTRON и водещ автор на проучване, обясни в прессъобщение на NYU:
„Движението на планетата през силното магнитно поле на червено джудже действа като електрически двигател почти по същия начин, както работи динамото на велосипеди. Това генерира огромен ток, който захранва зърна и радио излъчване на звездата. "
Тези видове взаимодействия между звездата и планетата се прогнозират за повече от тридесет години, отчасти въз основа на активността на Аврората, наблюдавана в Слънчевата система. Въпреки че магнитното поле на Слънцето не е достатъчно силно, за да произвежда тези видове радио емисии другаде в Слънчевата система, подобна активност е наблюдавана при Юпитер и най-големите му Луни.
Например, взаимодействието между силното магнитно поле на Юпитер и Io (най-вътрешната част на най-големите му луни) произвежда аурори и ярки радиоемисии, които дори засенчват Слънцето при достатъчно ниски честоти. Това обаче е първият път, когато астрономите откриват и дешифрират подобни радиосигнали от друга звездна система.
Както Джо Калингъм, докторант от ASTRON и съавтор на проучването, посочи:
„Ние адаптирахме знанията от десетилетия на радио наблюдения на Юпитер към случая на тази звезда. Мащабирана версия на Юпитер-Йо отдавна се предвижда да съществува в системите на звездна планета и емисиите, които наблюдавахме, отговарят много добре на теорията. "
Откритията им бяха потвърдени от втори екип, чиито изследвания са подробно описани в проучване, което се появи в Астрофизичните списания. За своето проучване Папа и неговите колеги разчитаха на данни, предоставени от инструмента за излъчване на планета с висока точност на север (HARPS-N) на националния телескоп Galileo (TNG), разположен на остров Ла Палма, Испания.
Използвайки тези спектроскопични данни, екипът успя да изключи възможността наблюдаваните радиосигнали, идващи от GJ 1151, да се произвеждат чрез взаимодействие с друга звезда. Както Бенджамин Дж. С. Поуп, научен сътрудник на НАСА Сагън от Нюйоркския университет и водещ автор на втората книга, обясни:
„Взаимодействащите бинарни звезди също могат да излъчват радиовълни. Използвайки оптични наблюдения, за да проследим, потърсихме доказателства за звезден спътник, маскиран като екзопланета в радио данните. Изключихме този сценарий много категорично, така че смятаме, че най-вероятната вероятност е планетата с размер на Земята да е твърде малка, за да се открие с нашите оптични инструменти.
Тези открития са особено важни, защото са свързани със звездна система от червено джудже. В сравнение с нашето Слънце червените джуджета са малки, готини и тъмни, но са и най-разпространеният тип звезда във Вселената - представляват 75% от звездите само в Млечния път. Червените джуджета също са много добри кандидати за намиране на земни планети, разположени в обитаема зона на циркулари (HZ).
Това е пример за последните открития като Proxima b (най-близката екзопланета извън нашата Слънчева система) и седемте планети, които обикалят около TRAPPIST-1. Тези и други открития накараха астрономите да заключат, че повечето червени джуджета са в орбита от поне една земна (ака. Скалиста) планета.
Червените джуджета обаче са известни и със силните си магнитни полета и променлива природа, което означава, че звездите, които обикалят в орбита в техните HZs, биха били подложени на интензивна магнитна и пламна активност. Констатации като тези хвърлят значително съмнение дали планетата, разположена в HZ на червено джудже, може да поддържа живота много дълго.
Поради това учените прогнозират, че всяка планета, орбитираща с HZ на червено джудже, ще се нуждае от силно магнитно поле, за да гарантира, че слънчевите пламъци и заредените частици не премахват напълно атмосферата си и ги правят напълно непригодни за обитаване. Следователно това откритие предлага не само нов и уникален начин за изследване на околната среда около екзопланети, но също така предлага и средство за определяне дали те са обитаеми.
Търсейки радиочестоти с ниска честота, астрономите можеха не само да открият екзопланети, но и да преценят силата на магнитните си полета и интензитета на излъчването на звездата си. Тези открития ще изминат дълъг път към определяне дали скалистите планети, които орбитите червени джуджета са способни да поддържат живота.
Попа и неговите колеги сега търсят да използват този метод, за да намерят подобни емисии от други звезди. В рамките на 20 светлинни години от нашата Слънчева система има поне 50 червени звезди джуджета и много от тях вече са установени, че имат поне една планета около тях. И екипите на Ведантам, и Папата предвиждат, че този нов метод ще отвори нов начин за намиране и характеризиране на екзопланети.
„Дългосрочната цел е да се определи какво влияние има магнитната активност на звездата върху обитаемостта на екзопланетата и радио емисиите са голямо парче от този пъзел“, заяви Ведантъм. „Нашата работа показа, че това е жизнеспособно с новото поколение радио телескопи и ни постави на вълнуващ път.“
Не забравяйте да разгледате това видео от скорошното откритие, с любезното съдействие на ASTRON:
