Неземная аврора: астрономы впервые «услышали» экзопланеты по радио

Группа ученых обнаружила особые радиосигналы с круговой поляризацией у тех красных карликов, у которых их не должно быть. Единственное разумное объяснение этому – существование невидимых глазу экзопланет, что дает астрономам новый инструмент для их поиска.

Ученые из Квинслендского университета (Австралия) и нидерландской обсерватории ASTRON обнаружили необычные радиоволны из других звездных систем, которые многое могут рассказать о звездах и ранее скрытых экзопланетах.

Для этого им потребовался самый чувствительный в мире радиотелескоп, запущенный в эксплуатацию несколько лет назад в Нидерландах.

Планеты в других системах почти никогда не наблюдают прямо: звезда слишком яркая, а планеты – тусклые, причем с такого расстояния они кажутся расположенными почти в одной точке. Вместо этого, изучение таких планет проводится косвенными методами, в основном по гравитационному влиянию планеты на звезду или по затмению света, когда планета частично перекрывает светило для земного наблюдателя. Метод, использованный Бенджамином Поупом и его коллегами, может проложить дорогу новому способу изучения систем маломассивных тусклых звезд – красных карликов.

«Мы открыли подобные сигналы от 19 удаленных красных карликов, четыре из которых разумнее всего объяснить существованием планет, вращающихся вокруг них»,

– говорят авторы исследования. – На протяжении долгого времени мы знали, что планеты Солнечной системы излучают мощные радиоволны, поскольку их магнитные поля взаимодействуют с солнечным ветром, но радиосигналы от планет за пределами нашей системы еще никому получить не удавалось».

Дело в том, что небо полно радиосигналов. В основном они исходят от межзвездного газа, планетарных туманностей, активных ядер галактик, а также от некоторых звезд: магнетаров, пульсаров, сверхновых и других. На этом ярком (в радиодиапазоне) фоне тяжело заметить сигналы от сравнительно тусклых красных карликов, и потому эти наблюдения стали возможны только сейчас, после запуска LOFAR – радиотелескопа, чья эффективная площадь антенны достигает одного километра.

С его помощью астрономы смогли пронаблюдать в радиодиапазоне за старыми не массивными звездами и за их экопланетами.

Для начала, команда исследователей решила сосредоточиться на красных карликах, поскольку зачастую их интенсивная магнитная активность продуцирует звездные вспышки и радиоволны. Но, как оказалось, аналогичные сигналы исходят и от тех звезд, чья магнитная активность довольно низка, что заставило пересмотреть традиционное понимание этих процессов.

У обнаруженных радиоволн есть характерная особенность – они обладают круговой поляризацией, то есть, вектор их электрического поля вращается по кругу.

Джозеф Каллингхэм из Лейденского университета, руководитель этой работы, уверен, что зафиксированные сигналы производятся в результате взаимодействия невидимых планет с магнитным полем, аналогично тому, как взаимодействуют Юпитер и его спутник Ио.

«На нашей Земле регулярно происходят полярные сияния, на Северном и на Южном полюсах, которые также испускают радиоволны – это одна из форм взаимодействия магнитного поля планеты с солнечным ветром, – говорит ученый. – Но сияния на Юпитере гораздо интенсивнее, поскольку у этой планеты есть вулканически активная луна. Она выбрасывает свой материал в космос и заполняет окрестности Юпитера мелкими частицами, приводя к необычайно мощным сияниям».

По словам ученых, та модель, с помощью которой они объясняют аномальные радиосигналы от звезд – это отмасштабированная модель Юпитера и Ио.

Она описывает планету, которая находится в магнитном поле звезды и выбрасывает в окружающее пространство материю, в которой возникают токи, производящие сияния.

Исследователи доказывают, что только этот процесс и может служить источником наблюдаемых радиоволн с круговой поляризацией

Теперь авторы работы планируют подтвердить существование этих экзопланет другими способами, поскольку гипотетически аналогичные сигналы могут производиться неизвестными современной науке явлениями.

Если открытие подтвердится, это даст астрономам колоссальные возможности по изучению планет маломассивных звезд, которые составляют в галактике большинство.