Šobrīd zinātnieki var meklēt planētas ārpus mūsu Saules sistēmas tikai izmantojot netiešus līdzekļus. Atkarībā no metodes tas ietvers tranzīta pazīmju meklēšanu zvaigznes priekšā (tranzīta fotometrija), zvaigznes mērīšana par viļņošanās pazīmēm (Doplera spektroskopija), gaismas meklēšana no planētas atmosfēras (tieša attēlveidošana) un daudz citu metožu.
Balstoties uz noteiktiem parametriem, astronomi pēc tam var noteikt, vai planēta ir potenciāli apdzīvojama. Tomēr astronomu komanda no Nīderlandes nesen izlaida pētījumu, kurā viņi apraksta jaunu pieeju eksoplanētu medībām: meklēt aurorae pazīmes. Tā kā tie ir planētas magnētiskā lauka un zvaigznes mijiedarbības rezultāts, šī metode varētu būt saīsne dzīvības atrašanai!
Lai to sadalītu, mijiedarbība starp magnētisko lauku un lādētajām daļiņām, kuras regulāri izstaro zvaigzne (saukts arī par saules vēju), ir iemesls aurorām. Turklāt šīs parādības klātbūtne rada radioviļņus, kuriem ir atšķirīgs paraksts, ko var noteikt radio novērošanas dienesti šeit uz Zemes. Tieši to izdarīja Nīderlandē bāzētie astronomi, izmantojot zemo frekvenču masīvu (LOFAR).
LOFAR ir daudzfunkcionāls sensoru bloks, kas ir savienots pārī ar datoru un tīkla infrastruktūru, lai apstrādātu ārkārtīgi lielu datu apjomu. Masīva kodolu (“superterp”) veido trīsdesmit astoņu staciju tīkls, kas koncentrēts Nīderlandes ziemeļaustrumos, ar 14 papildu stacijām kaimiņos Vācijā, Francijā, Zviedrijā, Lielbritānijā, Īrijā, Polijā un Latvijā.
Kā viņi norāda savā pētījumā, kas nesen parādījās žurnālā Daba, LOFAR spēja noteikt zemas frekvences radioviļņu tipus, kas tika prognozēti no tuvumā esošās zvaigznes - GJ 1151, M veida sarkanā pundura, kas atrodas vairāk nekā 25 gaismas gadu attālumā no Zemes. Kā NYU preses paziņojumā paskaidroja ASTRON personāla zinātnieks un pētījuma galvenais autors Hariss Vedanthams:
“Planētas kustība caur sarkanā pundura spēcīgo magnētisko lauku darbojas kā elektromotors, tāpat kā darbojas velosipēda dinamo. Tas rada milzīgu strāvu, kas zvaigznei piešķir aurorae un radio izstarojumu. ”
Šāda veida zvaigžņu un planētu mijiedarbība tiek prognozēta vairāk nekā trīsdesmit gadu laikā, daļēji balstoties uz aurora aktivitāti, kas novērota Saules sistēmā. Kaut arī Saules magnētiskais lauks nav pietiekami spēcīgs, lai radītu šāda veida radio izstarojumus citur Saules sistēmā, līdzīga aktivitāte ir novērota ar Jupiteru un tā lielākajiem Mēnešiem.
Piemēram, mijiedarbība starp Jupitera spēcīgo magnētisko lauku un Io (tā lielāko mēness iekšējo daļu) rada auroras un spilgtas radio emisijas, kas pat pietiekami zemās frekvencēs apsteidz Sauli. Tomēr šī bija pirmā reize, kad astronomi ir atklājuši un atšifrējuši šāda veida radio signālus no citas zvaigžņu sistēmas.
Kā Džo Callingham, ASTRON pēcdoktorantūras students un pētījuma līdzautors, norādīja:
“Šīs zvaigznes gadījumam mēs pielāgojām zināšanas, kas iegūtas gadu desmitiem ilgi veicot Jupitera radio novērojumus. Jau sen tika prognozēts, ka palielināta Jupitera-Io versija eksistē zvaigžņu-planētu sistēmās, un mūsu novērotā emisija ļoti labi atbilst teorijai. ”
Viņu atradumus apstiprināja otra grupa, kuras pētījums ir detalizēts pētījumā, kas parādījās 2007 Astrofizisko žurnālu vēstules. Pētījumā pāvests un viņa kolēģi paļāvās uz datiem, kas iegūti no augstas precizitātes radiālā ātruma planētas meklētāja ziemeļiem (HARPS-N) instrumenta Galileo Nacionālajā teleskopā (TNG), kas atrodas La Palmas salā, Spānijā.
Izmantojot šos spektroskopiskos datus, komanda spēja izslēgt iespēju, ka novērotie radiosignāli, kas nāk no GJ 1151, tiek mijiedarbībā ar citu zvaigzni. Kā skaidroja Bendžamins J. S. Pope, NASA Sagan stipendiāts Ņujorkas universitātē un galvenā darba autors otrajā dokumentā:
“Mijiedarbīgas bināras zvaigznes var izstarot arī radioviļņus. Izmantojot sekojošus optiskos novērojumus, mēs meklējām pierādījumus par zvaigžņu pavadoni, kas masu maskās tiek masēti kā eksoplanete radiodatos. Mēs ļoti stingri noraidījām šo scenāriju, tāpēc mēs domājam, ka visticamākā iespēja ir Zemes izmēra planēta, kas ir pārāk maza, lai to varētu noteikt ar mūsu optiskajiem instrumentiem. ”
Šie atradumi ir īpaši nozīmīgi, jo tie ir saistīti ar sarkano punduru zvaigžņu sistēmu. Salīdzinot ar mūsu Sauli, sarkanie punduri ir mazi, vēsi un blāvi, taču ir arī visizplatītākais zvaigžņu tips Visumā - tie veido 75% zvaigžņu tikai Piena Ceļā. Sarkanie punduri ir arī ļoti labi kandidāti sauszemes planētu atrašanai, kas atrodas apvidū apdzīvojamā zonā (HZ).
To pierāda nesenie atklājumi, piemēram, Proxima b (tuvākā eksoplanete ārpus mūsu Saules sistēmas) un septiņas planētas, kas riņķo ap TRAPPIST-1. Šie un citi atklājumi ļāva astronomiem secināt, ka lielāko daļu sarkano punduru riņķo vismaz viena sauszemes (aka. Klinšainā) planēta.
Tomēr sarkanie punduri ir pazīstami arī ar spēcīgiem magnētiskajiem laukiem un mainīgo dabu, kas nozīmē, ka zvaigznes, kas riņķo to HZ, tiktu pakļautas intensīvai magnētiskai un uzliesmojuma aktivitātei. Šādi atradumi ir radījuši nopietnas šaubas par to, vai planēta, kas atrodas sarkanā pundura HZ, varētu uzturēt dzīvību ļoti ilgi.
Sakarā ar to zinātnieki prognozē, ka jebkurai planētai, kas riņķo ap sarkanās pundurzvaigznes HZ, būs nepieciešams spēcīgs magnētiskais lauks, lai nodrošinātu, ka saules signālraķetes un lādētās daļiņas pilnībā neizdalās no atmosfēras un nepadara tās pilnīgi nedzīvojamas. Tāpēc šis atklājums piedāvā ne tikai jaunu un unikālu veidu, kā zonēt vidi ap eksoplanetām, bet arī piedāvā iespēju noteikt, vai tie ir apdzīvojami.
Meklējot zemfrekvences radio izstarojumus, astronomi varēja ne tikai noteikt eksoplanetes, bet arī noteikt magnētiskā lauka stiprumu un zvaigznes izstarojuma intensitāti. Šie atradumi būs tāls ceļš, lai noteiktu, vai akmeņainās planētas, kas riņķo ap sarkano punduru zvaigznēm, ir spējīgas uzturēt dzīvību.
Pāvests un viņa kolēģi tagad vēlas izmantot šo metodi, lai atrastu līdzīgas emisijas no citām zvaigznēm. 20 saules gadu laikā no mūsu Saules sistēmas ir vismaz 50 sarkanās punduru zvaigznes, un daudzām no tām jau ir konstatēts, ka vismaz viena planēta ap tām riņķo. Gan Vedanthama, gan pāvesta komandas paredz, ka šī jaunā metode pavērs jaunu veidu eksoplanētu atrašanai un raksturošanai.
"Ilgtermiņa mērķis ir noteikt, kā zvaigznītes magnētiskā aktivitāte ietekmē eksoplanetes apdzīvojamību, un radio izstarošana ir šīs mīklas liels gabals," sacīja Vedanthams. "Mūsu darbs ir parādījis, ka tas ir dzīvotspējīgs ar jaunās paaudzes radioteleskopiem un ved mūs uz aizraujoša ceļa."
Noteikti apskatiet šo nesenā atklājuma videoklipu, pateicoties ASTRON:
