În prezent, oamenii de știință pot căuta doar planete dincolo de sistemul nostru solar, folosind mijloace indirecte. În funcție de metodă, aceasta va implica căutarea unor semne de tranzit în fața unei stele (Transit Photometry), măsurarea unei stele pentru semne de ondulație (Spectroscopie Doppler), căutarea luminii reflectate din atmosfera unei planete (imagistica directă) și o mulțime de alte metode.
Pe baza anumitor parametri, astronomii sunt capabili să stabilească dacă o planetă este potențial locuibilă sau nu. Cu toate acestea, o echipă de astronomi din Olanda a lansat recent un studiu în care descriu o abordare inedită pentru vânătoarea exoplanetelor: căutarea semnelor de aurore. Deoarece acestea sunt rezultatul interacțiunii dintre câmpul magnetic al unei planete și o stea, această metodă ar putea fi o scurtătură pentru a găsi viață!
Pentru a o descompune, interacțiunile dintre un câmp magnetic și particulele încărcate care sunt emise în mod regulat de o stea (de asemenea, vântul solar) sunt cele care provoacă aurore. Mai mult, prezența acestui fenomen produce unde radio care au o semnătură distinctă care poate fi detectată de observatoarele radio de pe Pământ. Tocmai acest lucru au făcut astronomii din Olanda folosind frecvența de joasă frecvență (LOFAR).
LOFAR este un tablou de senzori multifuncțional care este asociat cu o infrastructură de calculator și rețea pentru a putea gestiona volume extrem de mari de date. Nucleul tabloului („superterp”) este format dintr-o rețea de treizeci și opt de stații concentrate în nord-estul Olandei, cu 14 stații suplimentare în Germania vecină, Franța, Suedia, Marea Britanie, Irlanda, Polonia și Letonia.
După cum indică în studiul lor, care a apărut recent în jurnal Natură, LOFAR a fost capabil să detecteze tipul de unde de frecvență joasă care au fost prezise de la o stea din apropiere - GJ 1151, o pitică roșie de tip M aflată la peste 25 de ani lumină de pe Pământ. După cum a explicat Harish Vedantham, un om de știință al personalului de la ASTRON și autorul principal al studiului, într-o declarație de presă din NYU:
„Mișcarea planetei prin câmpul magnetic puternic al unui pitic roșu acționează ca un motor electric în același mod în care funcționează o dinamă a bicicletei. Acest lucru generează un curent uriaș care alimentează aurore și emisii radio pe stea. "
Aceste tipuri de interacțiuni stea-planetă au fost prezise de peste treizeci de ani, parțial pe baza activității aurorei care a fost observată în Sistemul Solar. Deși câmpul magnetic al Soarelui nu este suficient de puternic pentru a produce aceste tipuri de emisii radio în altă parte a Sistemului Solar, o activitate similară a fost observată și cu Jupiter și cu lunile sale cele mai mari.
De exemplu, interacțiunile dintre câmpul magnetic puternic al lui Jupiter și Io (cea mai interioară lună cea mai mare a acestuia) produc aurore și emisii radio strălucitoare, care chiar străjuiesc Soarele la frecvențe suficient de mici. Totuși, aceasta a fost prima dată când astronomii au detectat și descifrat aceste tipuri de semnale radio dintr-un alt sistem stelar.
După cum a indicat Joe Callingham, un coleg postdoctoral ASTRON și coautor al studiului:
„Am adaptat cunoștințele din decenii de observații radio ale lui Jupiter la cazul acestei stele. O versiune redusă a Jupiter-Io a fost prevăzută de mult timp să existe în sistemele planetelor stelare, iar emisia observată de noi se potrivește foarte bine teoriei. "
Descoperirile lor au fost confirmate de o a doua echipă a cărei cercetare este detaliată într-un studiu apărut în Jurnalele Astrofizice Scrisori. Pentru studiul lor, Papa și colegii săi s-au bazat pe datele furnizate de instrumentul de căutare a vitezei radiale de înaltă precizie a Planetei Căutare Nord (HARPS-N) de pe Telescopul Național Galileo (TNG), situat pe insula La Palma, Spania.
Folosind aceste date spectroscopice, echipa a putut exclude posibilitatea ca semnalele radio observate de la GJ 1151 să fie produse prin interacțiuni cu o altă stea. După cum a explicat Benjamin J. S. Pope, un NASA Sagan Fellow la New York University și autorul principal la a doua lucrare:
„Stelele binare care interacționează pot emite, de asemenea, unde radio. Folosind observații optice pentru a urmări, am căutat dovezi ale unui mascher însoțitor stelar ca exoplanet în datele radio. Am exclus acest scenariu foarte puternic, așa că credem că cea mai probabilă posibilitate este o planetă de dimensiunea Pământului prea mică pentru a fi detectată cu instrumentele noastre optice. "
Aceste descoperiri sunt deosebit de importante, deoarece sunt legate de un sistem de stele pitice roșii. În comparație cu Soarele nostru, piticele roșii sunt mici, răcoroase și slabe, dar sunt, de asemenea, cel mai comun tip de stele din Univers - reprezentând 75% din stele doar pe Calea Lactee. Piticii roșii sunt, de asemenea, foarte buni candidați pentru găsirea planetelor terestre situate într-o zonă locuibilă circumsolară (HZ).
Acest lucru este exemplificat de descoperirile recente precum Proxima b (cel mai apropiat exoplanet dincolo de sistemul nostru solar) și cele șapte planete care orbitează TRAPPIST-1. Aceste și alte descoperiri i-au determinat pe astronomi să concluzioneze că majoritatea piticilor roșii sunt orbitate de cel puțin o planetă terestră (de asemenea, stâncoasă).
Cu toate acestea, piticele roșii sunt cunoscute și pentru câmpurile lor magnetice puternice și natura variabilă, ceea ce înseamnă că stelele care orbitează în HZ-urile lor ar fi supuse unei activități magnetice intense și flăcăi. Constatări ca acestea au pus o îndoială considerabilă dacă o planetă situată în HZ-ul unei pitici roșii ar putea susține viața de foarte mult timp.
Din această cauză, oamenii de știință prezic că orice planetă care orbitează cu HZ-ul unei stele pitice roșii ar avea nevoie de un câmp magnetic puternic pentru a se asigura că flacarile solare și particulele încărcate nu-și dezbrăcă complet atmosfera și le fac complet nelocuibile. Prin urmare, această descoperire nu numai că oferă un mod nou și unic de a cerceta mediul din jurul exoplanetelor, ci oferă și un mijloc de a determina dacă acestea sunt locuibile.
Căutând emisiile radio cu frecvență scăzută, astronomii nu numai că au putut detecta exoplanetele, dar au măsurat și rezistența câmpurilor lor magnetice și intensitatea radiațiilor stelelor lor. Aceste descoperiri vor merge mult spre a determina dacă planetele stâncoase care orbitează stele pitice roșii sunt capabile să susțină viața.
Papa și colegii săi caută acum să folosească această metodă pentru a găsi emisii similare din alte stele. În 20 de ani lumină de la Sistemul nostru Solar, există cel puțin 50 de stele pitice roșii și multe dintre acestea au fost deja descoperite că au cel puțin o planetă care le orbitează. Atât echipele lui Vedantham, cât și cele ale lui Pope anticipează că această nouă metodă va deschide un nou mod de a găsi și caracteriza exoplanetele.
„Obiectivul pe termen lung este de a determina ce impact are activitatea magnetică a stelei asupra locuinței unui exoplanet, iar emisiile radio sunt o parte importantă a acestui puzzle”, a spus Vedantham. „Munca noastră a arătat că aceasta este viabilă cu noua generație de radiotelescoape și ne-a pus pe o cale interesantă.”
Asigurați-vă că consultați acest videoclip al descoperirii recente, cu amabilitatea ASTRON:
