Ahli astronomi telah merekodkan aura yang disebabkan oleh eksoplanet untuk pertama kalinya di sebuah bintang

Ahli astronomi telah merekodkan aura yang disebabkan oleh eksoplanet untuk pertama kalinya di sebuah bintang
Ahli astronomi telah merekodkan aura yang disebabkan oleh eksoplanet untuk pertama kalinya di sebuah bintang
Anonim

Ahli astronomi menemui pelepasan radio yang tidak biasa dari bintang yang tenang, yang paling baik dijelaskan melalui interaksi dengan planet berdekatan. Dalam kes ini, pergerakan elektron di sepanjang garis medan magnet menghasilkan aura kuat dalam jarak radio di kutub bintang. Mekanisme serupa dikenali untuk pasangan planet satelit dalam sistem suria (Musytari dan Io), tetapi ini adalah kali pertama ia didaftarkan untuk pasangan bintang-eksoplanet. Penemuan itu dapat menjadi dasar metode baru untuk menjelajahi planet-planet ekstrasur, kata penulis dalam jurnal Nature Astronomy.

Sebagai peraturan, bintang biasa bukan sumber gelombang radio yang kuat dengan frekuensi di bawah 150 megahertz. Dipercayai bahawa dalam keadaan mengamati sinaran jenis ini, ia dihasilkan di kawasan korona yang tidak homogen pada ketinggian sekurang-kurangnya satu jejari bintang. Khususnya, sinaran frekuensi rendah dari Matahari dapat digunakan untuk menentukan struktur korona, pelepasan massa, dan cuaca ruang angkasa.

Semua kes yang dirakam pelepasan radio yang ketara dari bintang pada frekuensi gigahertz dikaitkan dengan proses nontermal di lapisan luar. Lebih-lebih lagi, sebilangan besar sumber ini tergolong dalam salah satu jenis objek dengan aktiviti magnetik, seperti bintang suar (AD Leo), lampu dengan putaran pantas (FK Combustion) atau binari dekat (Algol). Pada frekuensi yang lebih rendah beratus-ratus megahertz, satu-satunya sumber pelepasan radio bintang yang diketahui ialah UV Ceti yang berkelip, sebuah prototaip dari kelas pemboleh ubah yang sesuai.

Ahli astronomi dari lima negara, yang diketuai oleh Harish Vedantham dari ASTRON, menemui satu kes radiasi frekuensi rendah yang unik dengan interferometer frekuensi rendah Eropah LOFAR dari kerdil merah kelas M tunggal, yang disebut GJ 1151, yang terletak sejauh lapan parsecs. Bahawa bintang ini mempunyai suasana yang tenang dan putaran yang lemah, iaitu, ia tidak dapat menghasilkan gelombang radio kuat seperti itu.

Pencahayaan itu dijumpai dalam rangka membandingkan objek dari katalog LOFAR dengan bintang tidak lebih dari 20 parsec dari Bumi menurut data dari satelit Gaia. Jarak maksimum dipilih untuk meningkatkan peluang mengesan sumber dengan cahaya bercahaya mutlak rendah dan untuk mengurangkan kemungkinan tumpang tindih sumber yang berlainan. Pelepasan radio dari GJ 1151 dicatatkan dalam satu sesi pemerhatian daripada empat yang dilakukan pada bulan tersebut. Ia mempunyai tahap polarisasi yang tinggi (64 ± 6 peratus), yang, bersama dengan kebolehubahan yang tinggi, tidak termasuk kebetulan yang tidak disengajakan dengan objek ekstragalaktik.

Sebagai tambahan kepada parameter GJ 1151 yang tidak sesuai untuk menghasilkan gelombang radio, radiasi ini ternyata tidak seperti ledakan bintang yang diketahui, yang dapat dibagi menjadi dua jenis luas. Yang pertama merangkumi radiasi gyrosynchrotron yang tidak koheren (serupa dengan ribut radio suria), yang dicirikan oleh polarisasi rendah, suhu kecerahan tidak lebih dari 1010 kelvin, julat spektrum luas dan jangka masa berjam-jam. Kelas kedua adalah sinaran koheren (serupa dengan ledakan pancaran radio suria) dengan polarisasi pekeliling yang tinggi, jalur radiasi sekejap yang sempit dan jangka masa dari beberapa saat hingga beberapa minit. Berbeza dengan kedua jenis ini, radiasi dari GJ 1151 berlangsung lebih dari lapan jam, secara praktikalnya tidak bergantung pada frekuensi di antara 120 hingga 167 megahertz dan mempunyai polarisasi pekeliling yang tinggi.

Ahli astronomi sampai pada kesimpulan bahawa ini dapat dijelaskan dengan memuaskan hanya dengan anggapan adanya eksoplanet di orbit dekat, yang membuat satu revolusi dalam beberapa hari. Dalam kes ini, pergerakan planet melalui magnetosfera bintang (dan kerdil kelas M biasanya mempunyai medan magnet yang kuat), sebenarnya, menghasilkan motor elektrik, seperti dinamo. Akibatnya, arus elektron kuat muncul, yang, ketika mendekati kutub magnet bintang, menghasilkan gelombang radio dan aura kuat di atmosferanya.

Proses serupa diketahui dalam sistem suria - ini adalah bagaimana timbulnya pancaran radio dari Musytari. Planet ini juga mempunyai medan magnet yang nyata, dan dikaitkan dengan aktiviti gunung berapi yang berterusan, atmosfer satelit Io, yang terletak berdekatan dengan gergasi gas, berperanan sebagai sumber zarah bermuatan. Akibatnya, dalam keadaan yang sesuai, timbul ketidakstabilan maser siklotron elektron, yang menyegerakkan fasa radiasi zarah-zarah bermuatan dan membawa kepada radiasi koheren arah. Ia dipasang di Bumi dengan berkala yang sesuai dengan frekuensi revolusi Io di sekitar Musytari. Perlu diperhatikan bahawa pada frekuensi rendah, Musytari malah ternyata lebih terang daripada Matahari.

Fenomena serupa telah diramalkan untuk bintang lebih dari tiga puluh tahun yang lalu, tetapi tidak pernah diperhatikan sebelumnya. Penulis mencadangkan bahawa dalam kes ini, radiasi dikaitkan dengan "pancaran radio" polar pada bintang, tetapi secara teorinya ia dapat dikaitkan dengan magnetosfera planet ini. Walau bagaimanapun, untuk ini, medan magnet eksoplanet mestilah sangat kuat, yang mungkin berlaku bagi Musytari panas, dan planet seperti Bumi lebih kerap dijumpai di kerdil M, yang medan magnet kuat tidak diramalkan.

Ketika tinjauan radio mengenai interferometer LOFAR berlanjutan, lebih banyak sistem seperti itu akan ditemui - kira-kira seratus, menurut perkiraan ahli astronomi. Oleh kerana semuanya tergolong dalam lingkungan suria, adalah mungkin bagi mereka untuk dipelajari dengan kaedah lain, termasuk kaedah halaju radial. Ini akan memungkinkan untuk menganggarkan secara bebas tempoh orbit exoplanet dan jisimnya, sehingga kebenaran model dapat disahkan.

Sebelumnya, para astronom mengetahui bahawa medan magnet Musytari panas berkali-kali lebih kuat daripada ramalan teori, mencadangkan mencari eksoplanet dengan medan magnet menggunakan teleskop radio FAST, dan membuktikan peranan perlindungan medan magnet Bumi kuno.

Disyorkan: