V současné době mohou vědci hledat planety mimo naši sluneční soustavu pomocí nepřímých prostředků. V závislosti na metodě to bude zahrnovat hledání příznaků tranzitů před hvězdou (Transit Photometry), měření hvězdy na známky kolísání (Dopplerova spektroskopie), hledání světla odrazeného od atmosféry planety (přímé zobrazení) a zabil dalších metod.
Na základě určitých parametrů jsou pak astronomové schopni určit, zda je planeta potenciálně obyvatelná nebo ne. Tým astronomů z Nizozemska však nedávno vydal studii, ve které popisuje nový přístup k lovu exoplanet: hledá známky aurorae. Protože jsou výsledkem interakce mezi magnetickým polem planety a hvězdou, mohla by být tato metoda zkratkou k nalezení života!
Abychom to rozbili, interakce mezi magnetickým polem a nabitými částicemi, které jsou pravidelně emitovány hvězdou (tzv. Sluneční vítr), způsobují polární záře. Navíc přítomnost tohoto jevu produkuje rádiové vlny, které mají zřetelný podpis, který lze detekovat rádiovými observatořími na Zemi. Přesně to udělali nizozemští astronomové pomocí nízkofrekvenčního pole (LOFAR).
LOFAR je víceúčelové pole senzorů, které je spárováno s počítačovou a síťovou infrastrukturou pro zpracování extrémně velkých objemů dat. Jádro pole („superterp“) se skládá ze sítě třiceti osmi stanic soustředěných na severovýchodě Nizozemska a 14 dalších stanic v sousedním Německu, Francii, Švédsku, Velké Británii, Irsku, Polsku a Lotyšsku.
Jak ukazují ve své studii, která se nedávno objevila v časopise Příroda, LOFAR byl schopen detekovat typ nízkofrekvenčních rádiových vln, které byly předpovězeny od blízké hvězdy - GJ 1151, červeného trpaslíka typu M po 25 světelných letech od Země. Harish Vedantham, vědecký pracovník ASTRON a hlavní autor studie, vysvětlil v tiskovém prohlášení NYU:
"Pohyb planety silným magnetickým polem červeného trpaslíka funguje podobně jako elektrický motor podobně jako dynamo kola." To generuje obrovský proud, který pohání polární záře a rádiové záření na hvězdu. “
Tyto interakce mezi hvězdou a planetou byly předpovídány již přes třicet let, zčásti na základě aktivity polární záře, která byla pozorována ve Sluneční soustavě. Zatímco magnetické pole Slunce není dost silné na to, aby produkovalo tyto typy radiačních emisí jinde ve Sluneční soustavě, podobná aktivita byla pozorována u Jupiteru a jeho největších měsíců.
Například interakce mezi silným magnetickým polem Jupitera a Io (nejvnitřnější z jeho největších měsíců) produkují polární záře a jasné rádiové emise, které dokonce zatínají Slunce při dostatečně nízkých frekvencích. Bylo to však poprvé, co astronomové detekovali a dešifrovali tyto druhy rádiových signálů z jiného hvězdného systému.
Jak Joe Callingham, postgraduální člen ASTRON a spoluautor studie, uvedl:
"Přizpůsobili jsme znalosti z desetiletí rádiových pozorování Jupitera případu této hvězdy." V systémech hvězdných planet již dlouho existuje rozšířená verze Jupiter-Io a emise, které jsme pozorovali, zapadají do teorie velmi dobře. “
Jejich zjištění byla potvrzena druhým týmem, jehož výzkum je podrobně popsán ve studii, která se objevila v roce 2007 Astrofyzikální dopisy v časopisech. Pro jejich studium se papež a jeho kolegové spoléhali na údaje poskytnuté nástrojem HARPS-N pro vyhledávání planet s vysokou přesností radiální rychlosti na Národním dalekohledu Galileo (TNG), který se nachází na ostrově La Palma ve Španělsku.
Použitím těchto spektroskopických dat byl tým schopen vyloučit možnost, že pozorované rádiové signály pocházející z GJ 1151 byly vytvářeny interakcemi s jinou hvězdou. Jak vysvětlil Benjamin J. S. Pope, člen NASA Sagan na New York University a hlavní autor druhého příspěvku:
„Interakční binární hvězdy mohou také vysílat rádiové vlny. Pomocí optických pozorování k následnému sledování jsme hledali důkaz hvězdného společníka maskujícího se jako exoplaneta v rádiových datech. Vyloučili jsme tento scénář velmi silně, takže si myslíme, že nejpravděpodobnější možností je planeta Země, která je příliš malá na to, aby byla detekována našimi optickými nástroji.
Tato zjištění jsou zvláště významná, protože se vztahují k systému červených trpaslíků. Ve srovnání s naším Sluncem jsou červení trpaslíci malí, chladní a matní, ale jsou také nejčastějším typem hvězdy ve vesmíru - tvoří 75% hvězd pouze v Mléčné dráze. Červení trpaslíci jsou také velmi dobrými kandidáty na nalezení pozemských planet, které se nacházejí v obvodové obývatelné zóně (HZ).
To dokládají nedávné objevy, jako je Proxima b (nejbližší exoplaneta za naší sluneční soustavou) a sedm planet, které obíhají na TRAPPIST-1. Tato a další zjištění vedla astronomy k závěru, že většina červených trpaslíků obíhá alespoň jedna pozemská (aka. Skalnatá) planeta.
Červení trpaslíci jsou však také známí svými silnými magnetickými poli a proměnnou povahou, což znamená, že hvězdy obíhající v jejich HZ by byly vystaveny intenzivní magnetické a odleskové aktivitě. Nálezy, jako jsou tyto, vyvolaly značné pochybnosti o tom, zda planeta nacházející se v HZ červeného trpaslíka může život podporovat velmi dlouho.
Z tohoto důvodu vědci předpovídají, že každá planeta obíhající HZ s červenou trpaslíkovou hvězdou bude potřebovat silné magnetické pole, aby se zajistilo, že sluneční erupce a nabité částice zcela neodstraní svou atmosféru a učiní je zcela neobyvatelnými. Tento objev proto nabízí nejen nový a jedinečný způsob zkoumání prostředí kolem exoplanet, ale také způsob, jak zjistit, zda jsou obyvatelné.
Při hledání nízkofrekvenčních rádiových emisí mohli astronomové nejen detekovat exoplanety, ale také měřit sílu jejich magnetického pole a intenzitu záření své hvězdy. Tato zjištění povedou dlouhou cestu k určení, zda jsou skalnaté planety, které obíhají červené trpasličí hvězdy, schopné podporovat život.
Pope a jeho kolegové nyní hledají tuto metodu k nalezení podobných emisí z jiných hvězd. Během 20 světelných let od naší Sluneční soustavy je nejméně 50 červených trpasličích hvězd a mnoho z nich již mělo alespoň jednu planetu obíhající kolem nich. Oba týmy Vedanthamu a papeže předpokládají, že tato nová metoda otevře nový způsob hledání a charakterizace exoplanet.
"Dlouhodobým cílem je zjistit, jaký vliv má magnetická aktivita hvězdy na obývatelnost exoplanety, a rádiové emise jsou velkým kusem té hádanky," řekl Vedantham. "Naše práce ukázala, že je to životaschopné s novou generací rádiových dalekohledů a staví nás na vzrušující cestu."
Nezapomeňte si prohlédnout toto video o nedávném objevu, se svolením společnosti ASTRON:
