Загадочные радиосигналы далеких звезд указывают на присутствие скрытых планет

В пределах 160 световых лет от Солнечной системы были обнаружены четыре красных карлика, которые должны быть тихими при радионаблюдениях, излучающими радиосигналы. Согласно анализу этих сигналов, лучшим объяснением этой активности является присутствие невидимых экзопланет.

Чтобы было ясно, это не техносигнатура, намекающая на инопланетную цивилизацию; скорее, это кажется результатом взаимодействия между экзопланетой и магнитным полем звезды, порождающего очень сильные полярные сияния, которые можно обнаружить с помощью низкочастотной решетки (LOFAR) - мощного радиотелескопа со штаб-квартирой в Нидерландах.

После сообщения об аналогичном открытии, объявленного в прошлом году, исследование предлагает новый способ охоты на экзопланеты в окрестностях Солнца.

“Мы обнаружили сигналы от 19 далеких красных карликов, четыре из которых лучше всего объясняются существованием планет, вращающихся вокруг них“, - сказал физик Бенджамин Поуп из Университета Квинсленда в Австралии.

“Мы давно знаем, что планеты нашей Солнечной системы излучают мощные радиоволны, поскольку их магнитные поля взаимодействуют с солнечным ветром, но радиосигналы с планет за пределами нашей Солнечной системы еще не были обнаружены. Это открытие является важным шагом для радиоастрономии и потенциально может привести к открытию планет по всей галактике“.

Источником вдохновения для поиска послужила наша Солнечная система. Здесь взаимодействие между газовым гигантом Юпитером и его спутником Ио приводит к сильным, постоянным полярным сияниям на полюсах Юпитера, громким в радиочастотном спектре.

Они не отличаются от полярных сияний Земли, но сделаны по-другому. Здесь, на Земле, полярные сияния создаются частицами, вылетающими с Солнца. Когда заряженные частицы, такие как протоны и электроны, сталкиваются с магнитосферой Земли, они отправляются со свистом вдоль силовых линий магнитного поля к полюсам, где они проливаются дождем на верхние слои атмосферы Земли и сталкиваются с молекулами атмосферы. В результате ионизация этих молекул приводит к полярным сияниям.

На Юпитере полярные сияния создаются не только солнечными частицами, но и частицами Луны Ио, самого вулканического мира в Солнечной системе. Он постоянно извергает двуокись серы, которая немедленно удаляется из-за сложного гравитационного взаимодействия с планетой, ионизируется и образует плазменный тор вокруг Юпитера, который постоянно питает полярные сияния через силовые линии магнитного поля.

Магнитное поле Солнца недостаточно сильное, а расстояния слишком велики, чтобы произвести аналогичный эффект от его взаимодействия с планетами Солнечной системы, но красные карлики разные. Эти очень долгоживущие, маленькие, тусклые звезды имеют гораздо более мощные магнитные поля, чем Солнце, и экзопланеты, которые мы обнаружили на их орбите, могут быть намного ближе, чем что-либо в Солнечной системе.

Ожидалось, что близкая по орбите планета красного карлика может производить такое же, но более мощное излучение, чем Юпитер и Ио, что приводит к полярным сияниям на полюсах звезды. Первое радиоизлучение красного карлика, соответствующее этому типу взаимодействия, было обнаружено у звезды красного карлика в прошлом году. Теперь ученые забросили сеть большего размера, в результате чего образовались три новые звезды.

“Наша модель этого радиоизлучения наших звезд - это увеличенная версия Юпитера и Ио, с планетой, окутанной магнитным полем звезды, которая питает материал огромными токами, которые аналогичным образом вызывают яркие [полярные сияния]“, - сказал астроном Джозеф Каллингэм из Нидерландского института радиоастрономии (ASTRON), который руководил исследованием.

“Это зрелище привлекло наше внимание за много световых лет“.

Два основных современных метода обнаружения экзопланет лучше всего работают на больших, массивных. Астрономы ищут провалы в свете звезды, когда экзопланета проходит между нами и звездой, что называется методом транзита, или они ищут признаки того, что звезда колеблется на месте, подсказка о том, что она вращается вокруг общего центра тяжести с экзопланета, названная методом лучевых скоростей. Оба эти эффекта намного сильнее, если экзопланета огромна.

Команда не нашла никаких признаков экзопланет, на которые намекал новый метод, кроме радиоизлучения, но если экзопланеты есть, будущие наблюдения с использованием метода лучевых скоростей могут помочь их выявить. И, поскольку в будущем в сети появятся более мощные радиотелескопы, кто знает, что мы найдем.

“Мы не можем быть на 100 процентов уверены, что четыре звезды, которые, по нашему мнению, имеют планеты, действительно являются хозяевами планет, но мы можем сказать, что взаимодействие планеты и звезды - лучшее объяснение того, что мы видим“, - сказал Поуп. “Последующие наблюдения исключили планеты более массивные, чем Земля, но нет ничего, что могло бы сказать, что меньшая планета этого не сделала бы“.