Jelenleg a tudósok kizárólag közvetett eszközökkel kereshetnek bolygót a Naprendszerünkön. A módszertől függően ez magában foglalja a tranzitjelek jeleinek keresését egy csillag előtt (tranzit fotometria), a csillag mérését a hullámozás jeleire (Doppler-spektroszkópia), a bolygó légköréből visszatükröződő fény keresését (Direct Imaging) és megfordított más módszereket.
Bizonyos paraméterek alapján a csillagászok ezután képesek meghatározni, hogy egy bolygó potenciálisan lakható-e vagy sem. A holland csillagászok egy csoportja azonban nemrégiben kiadott egy tanulmányt, amelyben az exoplanet-vadászat új megközelítését írják le: az aurora jeleinek keresése. Mivel ezek a bolygó mágneses tere és a csillag közötti kölcsönhatás eredményei, ez a módszer gyors útmutatást jelenthet az élet megtalálásához!
A lebontáshoz a mágneses mező és a csillag által rendszeresen kibocsátott töltött részecskék (más néven napszél) kölcsönhatása okozza az aurorákat. Ezen túlmenően, a jelenség jelenléte olyan rádióhullámokat eredményez, amelyek különálló aláírással rendelkeznek, és amelyeket a rádiófigyelő intézetek észlelhetnek a Földön. Pontosan ezt tette a hollandiai csillagászok az alacsony frekvenciájú tömböt (LOFAR) használva.
A LOFAR egy többcélú érzékelő tömb, amelyet párosítanak egy számítógéppel és a hálózati infrastruktúrával, hogy rendkívül nagy mennyiségű adatot tudjon kezelni. A tömb magja (a „superterp”) harmincnyolc állomásból áll, amelyek Hollandia északkeleti részén koncentrálódnak, 14 további állomással szomszédos Németországban, Franciaországban, Svédországban, az Egyesült Királyságban, Írországban, Lengyelországban és Lettországban.
Amint rámutatnak a nemrégiben a folyóiratban megjelent tanulmányukban Természet, A LOFAR képes volt felismerni az alacsony frekvenciájú rádióhullámok típusát, amelyeket egy közeli csillagból - GJ 1151-ből, egy M típusú vörös törpéből - a Földtől 25 fényév alatt - előre jeleztek. Mint Harish Vedantham, az ASTRON munkatársa és a tanulmány vezető szerzője, egy NYU sajtóközleményében magyarázta:
„A bolygó mozgása a vörös törpe erős mágneses mezőjén keresztül úgy működik, mint egy elektromos motor, ugyanúgy, mint a kerékpár-dinamó. Ez hatalmas áramot generál, amely energiát ad az aurorae és a rádiókibocsátásnak a csillagon. ”
Az ilyen típusú csillag-bolygó interakciókat több mint harminc éve előre jelezték, részben a Naprendszerben megfigyelt aurora aktivitás alapján. Noha a Nap mágneses tere nem elég erős ahhoz, hogy az ilyen típusú rádiókibocsátást a Naprendszer más részein előidézzék, hasonló tevékenységet tapasztaltunk a Jupiterrel és annak legnagyobb holdjaival.
Például, a Jupiter erős mágneses tere és az Io (a legnagyobb holdja legbelső része) közötti kölcsönhatások olyan aurákat és fényes rádiókibocsátást eredményeznek, amelyek még alacsonyabb frekvencián is elhalasztják a Napot. Azonban ez volt az első alkalom, hogy a csillagászok észlelték és megfejtették egy ilyen csillagrendszer rádiójeleit.
Amint Joe Callingham, az ASTRON posztdoktori ösztöndíja és a tanulmány társszerzője rámutatott:
„A Jupiter rádiós megfigyeléseinek évtizedes tapasztalatait adaptáltuk ennek a csillagnak az esetéhez. A Jupiter-Io átméretezett változatának régóta várhatóan létezik csillag-bolygó rendszerekben, és a megfigyelt emisszió nagyon jól illeszkedik az elmélethez. "
Megállapításaikat egy második csoport megerősítette, akinek a kutatását részletesebben egy, a 2007 - ben megjelent tanulmány részletezi Az asztrofizikai folyóiratok. Tanulmányaikban pápa és kollégái a Spanyolországban, La Palma szigetén található Galileo National Telescope (TNG) nagy pontosságú sugársebességű Planet Searcher North (HARPS-N) eszköz által szolgáltatott adatokra támaszkodtak.
Ezen spektroszkópiai adatok felhasználásával a csapat képes volt kizárni annak lehetőségét, hogy a GJ 1151-ből származó megfigyelt rádiójeleket egy másik csillaggal való kölcsönhatás révén állítsák elő. Ahogyan Benjamin J. S. Pope, a NASA Sagan munkatársa a New York-i Egyetemen és a második cikk vezető szerzője kifejtette:
Az egymással kölcsönhatásban lévő bináris csillagok rádióhullámokat is bocsáthatnak ki. Az optikai megfigyelések nyomon követése céljából bizonyítékokat kerestünk egy csillagkísérőnek, akit exoplanetként maszkolnak a rádióadatokban. Nagyon erősen kizártuk ezt a forgatókönyvet, ezért úgy gondoljuk, hogy a legvalószínűbb lehetőség egy Föld méretű bolygó, amely túl kicsi ahhoz, hogy az optikai műszereinkkel felfedezzük. "
Ezek a megállapítások különösen jelentősek, mivel a vörös törpe csillagrendszerhez kapcsolódnak. Napunkhoz képest a vörös törpék kicsik, hűvösek és homályosak, ám ezek a csillagok leggyakoribb típusai az univerzumban - csupán a Tejútban a csillagok 75% -át teszik ki. A vörös törpék szintén nagyon jó jelölések a föld körüli bolygók felkutatására egy körkörös lakhatósági zónában (HZ).
Erre példát mutatnak a közelmúltbeli felfedezések, mint például a Proxima b (a legközelebbi exoplanet a Naprendszerünkön) és a hét bolygó, amelyek a TRAPPIST-1 körüli körüli pályán járnak. Ezek és más eredmények a csillagászok arra a következtetésre jutottak, hogy a legtöbb vörös törpét legalább egy szárazföldi (más néven sziklás) bolygó keringte.
A vörös törpék azonban erős mágneses tereikről és változó természetükről is ismertek, ami azt jelenti, hogy a HZ-kben keringő csillagokat intenzív mágneses és fáklyás hatásnak kell kitenni. Az ilyen megállapítások jelentős kételyeket vettek fel abban, hogy egy vörös törpe HZ-ben elhelyezkedő bolygó nagyon hosszú ideig képes-e fenntartani az életet.
Emiatt a tudósok azt jósolják, hogy minden olyan bolygóra, amely körül kering egy vörös törpe csillag HZ-jén, erős mágneses mezőre lenne szükség annak biztosítása érdekében, hogy a napsugárzó fáklyák és a töltött részecskék nem távolítják el teljesen a légkörüket, és teljesen élettelenné teszik őket. Ezért ez a felfedezés nem csupán egy új és egyedi módszert kínál az exoplanetek körüli környezet megfigyelésére, hanem lehetőséget kínál arra is, hogy meghatározzák, vajon életképesek-e.
Az alacsony frekvenciájú rádiókibocsátás keresésével a csillagászok nemcsak az exoplanetokat tudták detektálni, hanem felmérhetik mágneses tereik erősségét és csillag sugárzásának intenzitását. Ezek a megállapítások nagyban meghatározzák, hogy a vörös törpe csillagokat keringő sziklás bolygók képesek-e az élet fenntartására.
Pápa és kollégái most ezt a módszert szeretnék alkalmazni más csillagok hasonló kibocsátásának megtalálására. Naprendszerünkből 20 fényéven belül legalább 50 vörös törpe csillag van, és ezek közül soknak már kiderült, hogy legalább egy bolygó körül kering. Mind a Vedantham, mind a pápa csapata arra számít, hogy ez az új módszer új módot fog nyitni az exoplanetek megtalálására és jellemzésére.
"Hosszú távú cél annak meghatározása, hogy a csillag mágneses aktivitása milyen hatással van az exoplanet életképességére, és a rádiókibocsátás ennek a rejtvénynek a nagy része" - mondta Vedantham. "Munkánk megmutatta, hogy ez a rádióteleszkópok új generációja révén életképes, és izgalmas utat tett minket."
Nézze meg ezt a videót a közelmúlt felfedezéséről, az ASTRON jóvoltából:
