استخدام موجات الراديو لاكتشاف ودراسة الكواكب الخارجية

كرة حمراء كبيرة وكرة أصغر متصلة بخيوط زرقاء على خلفية سوداء.

مفهوم الفنان للغلاف الجوي لكوكب صخري يتفاعل مع المجال المغناطيسي القوي لنجمه القزم الأحمر القريب. هذا من شأنه أن يخلق شفقًا قطبيًا في الغلاف الجوي للكوكب قويًا بما يكفي لاكتشاف موجات الراديو الخاصة بهم من الأرض. صورة عبرأسترون.

الكواكب الخارجيةيصعب اكتشاف النجوم البعيدة التي تدور في مدارات ، ولكن هناك عدة طرق للقيام بذلك. الطريقة الأكثر شيوعًا هي مراقبة انخفاض ضوء النجم عند وجود كوكب خارج المجموعة الشمسيةالعبورامامها. تم العثور على الكواكب الخارجية الأخرى عبر أنوبة صغيرةفي حركة نجم عبر الفضاء ، بسبب سحب جاذبية كوكب خارج المجموعة الشمسية. نادرًا ما يتم العثور على بعض الكواكب الخارجية عبرالتصوير المباشر. الآن هناك تقنية جديدة أخرى يختبرها العلماء: العثور على موجات الراديو من الشفق الناجم عن التفاعل بين كوكب ونجمه ،القزم الأحمرالنجوم على وجه الخصوص. والآن العلماء الذين يستخدمون هذه التقنية الجديدة لديهم أول كوكب خارجي مرشح لهم.

استخدام صفيف التردد المنخفض (وعود) التلسكوب الراديوي ، اكتشف العلماء في هولنداموجات راديو غير عاديةقادم من النجم القزم الأحمر القريبGJ1151. هذه الموجات الراديوية هي فقط ما يمكن توقعه من الشفق القطبي على كوكب ما ، بسبب تفاعل النجم ومجال مغناطيسي قوي حول جسم كوكبي.

الفتنةمراجعة الأقرانكانت النتائجنشرتفيطبيعة سجيةفي 17 فبراير 2020.

هاريش فيدانثام، المؤلف الرئيسي للدراسة والمعهد الهولندي لعلم الفلك الراديوي (أسترون) عالم الموظفين ، قال في أبيان:

تعمل حركة الكوكب من خلال المجال المغناطيسي القوي لقزم أحمر مثل محرك كهربائي إلى حد كبير بالطريقة نفسها التي يعمل بها دينامو الدراجات. هذا يولد تيارًا هائلاً يدفع الشفق والانبعاثات الراديوية على النجم.

في الأساس ، يمكن اعتبار موجات الراديو الناتجة عن الشفق القطبي على كوكب ما دليلًا على وجود الكوكب ، حتى لو لم يتم اكتشافه بعد من خلال طرق أخرى. بالنسبة لهذه الدراسة ، سيكون ذلك عبارة عن كواكب تدور حول نجوم قزمة حمراء ، نظرًا لامتلاكها مجالات مغناطيسية أقوى يمكن أن تولد شفقًا قطبيًا قويًا بما يكفي لاكتشافه.

كوكب به شرائط ملونة وبقع زرقاء أرجوانية في الأعلى والأسفل.

الشفق القطبي عند قطبي كوكب المشتري في 2 أكتوبر 2011. هذه الصورة عبارة عن مجموعة من البيانات المأخوذة منمرصد شاندرا للأشعة السينيةو التلسكوب هابل الفضائي. سيكون الشفق القطبي المماثل أكثر قوة على الكواكب التي تدور بالقرب من نجوم القزم الحمراء ويمكن اكتشافه بواسطة موجات الراديو الخاصة بها. الصورة عبر NASA / CXC / UCL / W. Dunn et al. / STScI /أخبار الخيال.

هذا لا يعمل في نظامنا الشمسي ، حيث أن المجال المغناطيسي للشمس أضعف وبالتالي فإن التيارات المتولدة في الغلاف الجوي للكواكب ليست بنفس القوة. وفقجو كالينغهام، مؤلف مشارك في الدراسة:

قمنا بتكييف المعرفة من عقود من الملاحظات الراديوية لكوكب المشتري لحالة هذا النجم. لطالما كان من المتوقع وجود نسخة مطورة من كوكب المشتري آيو في شكل نظام كوكب نجمي ، والانبعاثات التي لاحظناها تناسب النظرية جيدًا.

يريد الباحثون الآن أن ينظروا إلى الأقزام الحمراء الأخرى لانبعاثات مماثلة. تم بالفعل العثور على العديد من الكواكب الخارجية التي تدور حول أقزام حمراء ، والأقزام الحمراء هي أكثر أنواع النجوم شيوعًا في مجرتنا. من المنطقي إذن أن العديد من الكواكب الخارجية تنتظر من يتم العثور عليها حول هذه النجوم. وفقًا لـ Callingham:

نحن نعلم الآن أن كل قزم أحمر تقريبًا يستضيف كواكب أرضية ، لذلك يجب أن يكون هناك نجوم أخرى تظهر انبعاثًا مشابهًا. نريد أن نعرف كيف يؤثر ذلك على بحثنا عن أرض أخرى حول نجم آخر.

11 كرة صغيرة على خلفية سوداء مع تعليقات توضيحية نصية.

من المحتمل أن تكون العديد من الكواكب التي تدور بالقرب من النجوم القزمة الحمراء غير صالحة للسكن بسبب الإشعاع الشمسي القوي. لكن ليس كل. يحتوي نظام TRAPPIST-1 على ما لا يقل عن سبعة كواكب صخرية بحجم الأرض ، يُعتقد أن ثلاثة منها على الأقل يمكن أن تكون صالحة للسكن. يقارنهم هذا الرسم التوضيحي (مفاهيم الفنان) بالكواكب الصخرية الأربعة في نظامنا الشمسي. الصورة عبر وكالة ناسا /مختبر الدفع النفاث- كالتيك.

للقيام بذلك ، سيستخدم الباحثون صورًا من المسح الجاري للسماء الشمالية المسمى LOFAR Two Meter Sky Survey (LoTSS) ، ويسمى أيضًا مسح المنطقة الواسعة LoTSS.تيم شيمويلقال مؤلف مشارك في الدراسة:

مع حساسية LOFAR ، نتوقع أن نجد حوالي 100 من هذه الأنظمة في حي الطاقة الشمسية. ستكون LOFAR أفضل لعبة في المدينة لمثل هذا العلم حتىصفيف كيلومتر مربعيأتي عبر الإنترنت.

لا يمكن أن تكون هذه طريقة جديدة فريدة لاكتشاف الكواكب الخارجية فحسب ، بل يمكن أن تساعد أيضًا في فهم بيئة تلك الكواكب بشكل أفضل. وفقًا لفيدانثام:

الهدف على المدى الطويل هو تحديد تأثير النشاط المغناطيسي للنجم على قابلية كوكب خارج المجموعة الشمسية للسكن ، والانبعاثات الراديوية هي جزء كبير من هذا اللغز. أظهر عملنا أن هذا قابل للتطبيق مع الجيل الجديد من التلسكوبات الراديوية ، ويضعنا على طريق مثير.

بالنسبة للعديد من الكواكب التي تدور حول الأقزام الحمراء ، قد تتعرض قابلية السكن للخطر بشدة. تولد الأقزام الحمراء ، بحقولها المغناطيسية الشديدة ، إشعاعًا شمسيًا قويًا ، والذي يمكنه تجريد الغلاف الجوي من الكواكب القريبة جدًا ، مما يجعلها غير صالحة للسكن ، على الأقل على السطح. ولكن ليس كل الكواكب ستعاني بالضرورة من هذا المصير ، ولا بد من وجود كواكب بعيدة بما يكفي عن نجومها القزمة الحمراء لتجنب هذه المشكلة ، في حين أنها ليست كذلك.جدابعيدًا ، مما يسمح لهم بالحصول على ماء سائل.

رجل مبتسم يرتدي قبعة مع صخرة خلفه.

Harish Vedantham في ASTRON ، المؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة. صورة عبرأسترون.

الTRAPPIST-1النظام هو مثال جيد على ذلك. هناك ما لا يقل عن سبعة عوالم صخرية بحجم الأرض تدور حول هذا القزم الأحمر ، ويُعتقد أن ثلاثة منها على الأقل قابلة للسكن مع إمكانية وجود ماء سائل على أسطحها. سيكون من المثير للاهتمام أن نرى ما تكشفه الدراسة الإضافية لهذه العوالم.

سيكون اكتشاف الشفق الكوكبي بواسطة الموجات الراديوية التي تنبعث منها طريقة جديدة ومثيرة للعثور على الكواكب الخارجية ودراستها ، بما في ذلك تلك التي قد تفوتها طرق أخرى. ابقوا متابعين!

خلاصة القول: تُظهر دراسة من هولندا طريقة جديدة يمكن للعلماء من خلالها اكتشاف الكواكب الخارجية من موجات الراديو الناتجة عن الشفق القطبي في تلك العوالم.

المصدر: انبعاث راديوي متماسك من قزم أحمر هادئ يشير إلى تفاعل نجم وكوكب

أسترون الخاص بك