Dodano: 18 grudzień 2020r.

Astronomowie wykryli prawdopodobną emisję radiową z planety pozasłonecznej

Astronomowie zarejestrowali intrygującą emisję fal radiowych, która wydaje się pochodzić z planety pozasłonecznej znajdującej się w układzie Tau Boötis w konstelacji Wolarza. Jeśli obserwacje zostaną potwierdzone, naukowcy zyskają nowy sposób badania obcych światów oddalonych o dziesiątki lat świetlnych od nas.

Astronomowie wykryli prawdopodobną emisję radiową z planety pozasłonecznej

 

Monitorując kosmos za pomocą układu radioteleskopów, międzynarodowy zespół naukowców wykrył emisje radiowe pochodzące z układu Tau Boötes. To układ podwójny gwiazd leżący w konstelacji Wolarza około 51 lat świetlnych od Ziemi. Wykryta emisja radiowa może być pierwszą zarejestrowaną emisją pochodzącą z planety poza Układem Słonecznym. Wyniki badań naukowców kierowanych przez Jake'a D. Turnera ukazały się na łamach pisma „Astronomy & Astrophysics”.

Pierwsza emisja radiowa z egzoplanety

- Przedstawiamy jedną z pierwszych wskazówek dotyczących wykrycia egzoplanety w sferze radiowej - powiedział Turner. - Sygnał pochodzi z układu Tau Boötes, który zawiera gwiazdę podwójną i egzoplanetę. Przedstawiamy argumenty za emisją z samej planety. Wskazuje na to siła i polaryzacja sygnału radiowego oraz pola magnetycznego planety – dodał.

- Jeśli zostanie to potwierdzone przez obserwacje uzupełniające, ta radiowa detekcja daje nam nowatorski sposób badania obcych światów oddalonych o dziesiątki lat świetlnych – przyznał Ray Jayawardhana z Cornell University, współautor publikacji.

Nowa metoda badania planet pozasłonecznych

W przeszukiwaniu ogromu kosmosu nawet fragmentaryczne dane mogą wskazywać na istnienie całych nieznanych dotąd światów. Chociażby takie spadki poziomu światła gwiazdy mogą zdradzić obecność orbitujących planet. To tzw. metoda tranzytu, za pomocą której odkryto tysiące planet pozasłonecznych. Gdy planeta podczas swojej orbity przechodzi na tle tarczy gwiazdy, zasłania część promieniowania, co obserwatorom jawi się jako spadek jasności gwiazdy. Teraz astronomowie podjęli pierwsze kroki w kierunku wykorzystania sygnałów emisji radiowej do ujawnienia nowych egzoplanet i warunków na nich panujących.

- Obserwacja planetarnej zorzy jest najbardziej obiecującą metodą wykrywania pól magnetycznych planet pozasłonecznych. Może dostarczyć cennych informacji na temat wewnętrznej struktury planety, składu jej atmosfery i możliwość zaistnienia tam życia – zaznaczył Turner.

Kiedy naładowane cząstki wiatru słonecznego emitowanego przez gwiazdę uderzają w pole magnetyczne planety, następuje zmiana prędkości cząstek wiatru słonecznego, co można wykryć jako gwałtowne „błyski” czy „wybuchy” (z j. ang. bursts) emisji radiowych. Tak zachowuje się nie tylko ziemskie pole magnetyczne, ale też innych planet w Układzie Słonecznym.

Wstępne detekcje

Jednak do wykrycia podobnych emisji radiowych najpierw należy znaleźć sposób ominięcia szumu pochodzącego z Ziemi. Kilka lat temu ten sam zespół naukowców opracował program BOREALIS, którego celem było zmierzenie emisji radiowych innych planet w Układzie Słonecznym. Przetestowali go na Jowiszu, a następnie obliczyli, jak wyglądałyby emisje radiowe Jowisza, gdyby znajdował się znacznie dalej.

Poprzez badanie emisji radiowych dokonano już wstępnych detekcji planet pozasłonecznych. Na początku tego roku astronomowie powiązali aktywność fal radiowych z interakcjami między polem magnetycznym gwiazdy GJ 1151 a potencjalną planetą wielkości Ziemi. Ale to wszystko jeszcze nie zostało potwierdzone przez uzupełniające obserwacje.

Tau Boötis

Obserwacja pola magnetycznego egzoplanety może astronomom dać pewne istotne informacje o planecie. Pole magnetyczne Ziemi chroni ją przed zagrożeniami związanymi z promieniowaniem kosmicznym, dzięki czemu na planecie mogło zakwitnąć życie. Dlatego już sam fakt istnienia pola magnetycznego wskazuje, że do powierzchni nie dociera szkodliwe promieniowanie. Ale takie informacje mogą ujawnić też chociażby właściwości atmosferyczne.

Zespół Turnera postanowił więc przetestować opracowaną technikę korzystając z niderlandzkiego radioteleskopu LOFAR (Low Frequency Array Radiotelescope). Uczeni przyglądnęli się trzem układom, o których już wcześniej wiedzieli, że znajdują się tam egzoplanety: 55 Cancri, Upsilon Andromedae i Tau Boötis.

Po około 100 godzinach obserwacji jedynie układ Tau Boötis - oddalony o około 51 lat świetlnych - wykazał odpowiednią sygnaturę radiową, unikalne cechy w polu magnetycznym planety, które pasowały do przewidywań naukowców z ich testów z Jowiszem. Pojawił się w postaci gwałtownych emisji na częstotliwości 14-21 Mhz.

Gwiazda podwójna Tau Boötis składa się z gwiazdy głównej - Tau Boötis A -, która jest gwiazdą ciągu głównego nieco masywniejszą od naszego Słońca. Druga gwiazda - Tau Boötis B – to czerwony karzeł. Obie gwiazdy dzieli odległość około 240 jednostek astronomicznych (jedna jednostka astronomiczna to 150 mln kilometrów - w przybliżeniu odległość między Ziemią a Słońcem).

Gorący jowisz

To, że w układzie Tau Boötis znajduje się planeta, wiadomo od 1996 roku. To wtedy odkryto Tau Boötis b – planetę z klasy światów określanych mianem gorących jowiszów. To gazowe olbrzymy, tak jak Jowisz w Układzie Słonecznym, które okrążają swoją gwiazdę macierzystą na bardzo ciasnej orbicie. Tau Boötis b orbituje wokół Tau Boötis A na orbicie liczącej sobie 3,3128 dnia.

Naukowcom udało się znaleźć sygnaturę gorącego Jowisza w Tau Boötis. - Od naszego własnego Jowisza dowiedzieliśmy się, jak wygląda tego rodzaju sygnatura. Zaczęliśmy takiej szukać i znaleźliśmy - powiedział Turner. Sygnatura jest jednak słaba. - Pozostaje niepewność, czy wykryty sygnał radiowy pochodzi z planety. Potrzeba dalszych obserwacji jest krytyczna – dodał.

Turner i jego zespół rozpoczęli już nową kampanię obserwacyjną przy użyciu wielu radioteleskopów do śledzenia sygnału z Tau Boötis. Jednak na wyniki przyjdzie nam jeszcze poczekać.

 

Źródło: Cornell University, fot. Jack Madden/Cornell University