Радіосигнал від взаємодії з зорею видав приховані екзопланети
Нідерландські та австралійські астрономи за допомогою радіоінтерферометра LOFAR змогли відшукати пов'язане з червоними карликами низькочастотне радіовипромінювання, але не пов'язане з їхньою активністю. За словами вчених, це може свідчити про приховані у системі зорі екзопланети, які завдяки своєму магнітному полю створили радіосигнал, проходячи повз світило. Знайдені новим способом позасонячні планети дослідники описали у статті, опублікованій у Nature Astronomy.
Як шукають екзопланети?
З понад як чотирьох тисяч позасонячних планет, більшість були знайдені всього двома методами — за променевими швидкостями і за транзитом. Методом променевих швидкостей або методом Доплера планетну систему знаходять на основі зрушень довжини хвилі у зоряному світлі, які виникають через гравітаційне тяжіння планети до зірки. Так вивчаючи спектр світила, можна помітити, що зірка періодично трохи наближається, а потім знову віддаляється. В транзитному методі планета розглядається як характерне падіння світла зірки, коли повз неї по орбіті проходить планета. Тобто коли планета затуляє собою диск світила, ми це помічаємо і навіть можемо оцінити орбіти та маси планет.
Втім, ці методи не завжди доступні. Наприклад, метод Доплера підходить лише для масивних екзопланет на коротких орбітах, а транзит може або бути надто довгим (тобто у планети великий період обертання), або планета взагалі не проходить повз свою зорю. Так вважається, що спостереження транзиту у випадково обраній зірці становить менше одного відсотка.
До чого тут радіовипромінювання?
Завдяки вулканічному супутнику Юпітера Іо у нас з'явився ще один теоретичний спосіб шукати екзопланети. Так мережі радіотелескопів LOFAR, що працює у низькочастотному радіодіапазоні, вдалося зафіксувати пару за авроральним випромінюванням від взаємодії магнітосфери та іоносфери планети-гіганта з внутрішніми джерелами плазми від вулканічної активності на його супутнику. У своїй роботі вчені національної обсерваторії Нідерландів, і Університету Квінсленда в Австралії поекспериментували з виявленням екзопланет «наосліп» за допомогою LOFAR. Вони виявили 19 червоних карликів, які співпали з каталогом світил телескопа Gaia, але чотири з них з не мали високої магнітної активності, що не дало б їм потрапити у радіодані LOFAR. Специфічне низькочастотне випромінювання від них вчені можуть пояснити або наявністю у системах екзопланет, або невідомим досі механізмом вивільнення енергії з зірок.
Астрономи виявили когерентне низькочастотне радіовипромінювання зірок у 200 мегагерц, яке виявилося несхожим на маркери корональної або хромосферної активності світил. Низькочастотним випромінюванням супроводжуються викиди корональної маси у міжпланетний простір, але виявлені вченими джерела демонструють високий ступінь кругової поляризації. Це явне відхилення від характеристик випромінювання у більшості зірок головної послідовності, яке часто триває кілька годин з низькою або нульовою поляризацією, або складається з коротких (до 30 хвилин) високополяризованних сплесків.
Як воно вказує на планети?
Цей процес відрізняється від тих, які виробляють типові зіркові радіохвилі, які виходять від електронів високої енергії, що безладно обертаються у верхніх шарах атмосфери зірки. Замість цього він нагадує ті, які створюються взаємодією Юпітера зі своїм супутником Іо. Вони магнітно пов'язані між собою, що дозволяє електромагнітному випромінюванню сполучатися одне з одним. Обурення Іо, який проходить через середовище магнітного поля Юпітера, безпосередньо впливає на посилення аврорального радіовипромінювання, випромінюючи світлові хвилі від поверхні Юпітера, дуже схожі на ті, які виявили вчені.
Високоенергетичні електрони з енергіями від десяти кілоелектронвольт до мегаелектронвольт не залежать від своїх світил, на що вказує відхилення між поверхневою щільністю потоку радіохвиль і числом Россбі. Вибірка також не вказує на чітку залежність від температури і щільності корони, що характерно для карликів. Таким чином астрономи припускають, що випромінювання свідчить про взаємодію зірки з іншим тілом, а зокрема — планетою.
Також ми розповідали, як LOFAR зафіксував радіоспалахи у системі Тау Волопаса, які ймовірно походять від екзопланети, а астрономи запідозрили наявність у потрійній зоряній системі GW Оріона планети-газового гіганта за зсувом газопилових дисків. А більше про екзопланети, методи їхнього виявлення та імовірність знайти на них життя можна почитати у нашому матеріалі «Що таке екзопланети? Вони схожі на Землю?».