נכון לעכשיו, מדענים יכולים לחפש כוכבי לכת מעבר למערכת השמש שלנו רק באמצעים עקיפים. בהתאם לשיטה, זה יכלול חיפוש אחר סימני מעבר מול כוכב ( פוטומטריית מעבר ), מדידת כוכב לסימני תנודה ( ספקטרוסקופיה דופלר ), מחפש אור המוחזר מהאטמוספירה של כוכב לכת ( הדמיה ישירה ), ועוד שלל שיטות.
בהתבסס על פרמטרים מסוימים, אסטרונומים מסוגלים לקבוע אם כוכב לכת הוא פוטנציאלי למגורים או לא. עם זאת, צוות של אסטרונומים מהולנד לאחרונה פרסם מחקר שבו הם מתארים גישה חדשה לציד אקסופלנטים: חיפוש אחר סימנים של זוהר זוהר. מכיוון שאלה הם תוצאה של אינטראקציה בין השדה המגנטי של כוכב לכת לכוכב, שיטה זו יכולה להיות קיצור דרך למציאת חיים!
כדי לפרק אותו, אינטראקציות בין שדה מגנטי לחלקיקים הטעונים הנפלטים בקביעות על ידי כוכב (המכונה רוח שמש) הם שגורמים לאוראורה. יתרה מכך, נוכחותה של תופעה זו מייצרת גלי רדיו בעלי חתימה ברורה שניתן לזהות על ידי מצפה רדיו כאן על פני כדור הארץ. זה בדיוק מה שהאסטרונומים בהולנד עשו באמצעות ה- מערך תדר נמוך (LOFAR).
ה'סופרטרפ' של LOFAR, חלק מליבת הטלסקופ המורחב שנמצא בהולנד. קרדיט: LOFAR/ASTRON
LOFAR הוא מערך חיישנים רב תכליתי המשודך לתשתית מחשב ורשת כדי להתמודד עם כמויות גדולות במיוחד של נתונים. הליבה של המערך (ה' superterp ') מורכבת מרשת של שלושים ושמונה תחנות המרוכזות בצפון מזרח הולנד עם 14 תחנות נוספות בגרמניה, צרפת, שוודיה, בריטניה, אירלנד, פולין ולטביה השכנות.
כפי שהם מציינים במחקר שלהם, שהופיע לאחרונה בכתב העת טֶבַע , LOFAR הצליח לזהות את סוג גלי הרדיו בתדר נמוך שנחזו מכוכב סמוך - GJ 1151, ננס אדום מסוג M במרחק של למעלה מ-25 שנות אור מכדור הארץ. כפי שהסביר הריש Vedantham, מדען צוות ב-ASTRON והמחבר הראשי של המחקר, ב-NYU הודעה לעיתונות :
'התנועה של כוכב הלכת דרך השדה המגנטי החזק של גמד אדום פועלת כמו מנוע חשמלי באותה צורה שבה פועל דינמו לאופניים. זה יוצר זרם עצום שמפעיל את זוהר השמש ואת פליטת הרדיו על הכוכב.'
סוגים אלה של אינטראקציות בין כוכב לכוכב חזו כבר למעלה משלושים שנה, בין השאר בהתבסס על פעילות זוהר השמש שנצפתה במערכת השמש. בעוד שהשדה המגנטי של השמש אינו חזק מספיק כדי לייצר סוגים אלה של פליטות רדיו במקומות אחרים במערכת השמש, פעילות דומה נראתה עם צדק וירחיו הגדולים ביותר.
תמונות ממצפה הכוכבים של צ'אנדרה X-Ray וטלסקופ החלל האבל המציגות את הזוהר בצדק. קרדיט: NASA/CXC/UCL/W.Dunn et al (רנטגן); נאס'א/STScI (אופטי)
לדוגמה, אינטראקציות בין השדה המגנטי החזק של צדק לבין Io (הפנימי ביותר מבין הירחים הגדולים ביותר שלו) מייצרות זוהר בהיר ופליטות רדיו בהירות שאפילו מאירות על השמש בתדרים נמוכים מספיק. עם זאת, זו הייתה הפעם הראשונה שאסטרונומים זיהו ופענחו אותות רדיו מסוג זה ממערכת כוכבים אחרת.
בתור ג'ו קלינגהם, עמית פוסט-דוקטורט של ASTRON ושותף למחקר, ציין :
'התאמנו את הידע מעשרות שנים של תצפיות רדיו על צדק למקרה של הכוכב הזה. גרסה מוקטנת של יופיטר-איו נחזה זה מכבר במערכות כוכבים-כוכבי לכת, והפליטה שצפינו מתאימה מאוד לתיאוריה.'
הממצאים שלהם אושרו על ידי צוות שני שהמחקר שלו מפורט במחקר שהופיע ב מכתבי ה-astrophysical Journal .למחקרם, פופ ועמיתיו הסתמכו על נתונים שסיפקו דיוק גבוה מהירות רדיאלית Searcher Planet North (HARPS-N) מכשיר על הטלסקופ הלאומי גלילאו (TNG), ממוקם באי לה פלמה, ספרד.
התרשמותו של האמן מראה את כוכב הלכת Proxima b המקיף את כוכב הגמד האדום Proxima Centauri, הכוכב הקרוב ביותר למערכת השמש. קרדיט: ESO/M. קורנמסר
באמצעות נתונים ספקטרוסקופיים אלה, הצוות הצליח לשלול את האפשרות שאותות הרדיו שנצפו המגיעים מ-GJ 1151 הופקו על ידי אינטראקציות עם כוכב אחר. בתור בנג'מין ג'יי ס. פופ, עמית סאגאן של נאס'א באוניברסיטת ניו יורק והמחבר הראשי במאמר השני, הסביר :
'כוכבים בינארים המקיימים אינטראקציה יכולים גם לפלוט גלי רדיו. בעזרת תצפיות אופטיות למעקב, חיפשנו עדויות למלווה כוכבי שמתחזה לכוכב הלכת החיצוני בנתוני הרדיו. שללנו את התרחיש הזה בתוקף, אז אנחנו חושבים שהאפשרות הסבירה ביותר היא כוכב לכת בגודל כדור הארץ קטן מכדי לזהות עם המכשירים האופטיים שלנו'.
ממצאים אלו משמעותיים במיוחד מכיוון שהם קשורים למערכת כוכבי ננס אדום. בהשוואה לשמש שלנו, הננסים האדומים הם קטנים, קרירים ועמומים, אך הם גם סוג הכוכבים הנפוץ ביותר ביקום - מהווים 75% מהכוכבים בשביל החלב בלבד. ננסים אדומים הם גם מועמדים טובים מאוד למציאת כוכבי לכת יבשתיים הממוקמים בתוך אזור מגורים סביב השמש (HZ).
זה מודגם על ידי תגליות אחרונות כמו הבא ב (הכוכב החיצוני הקרוב ביותר מעבר למערכת השמש שלנו) ושבעת כוכבי הלכת שמסתובבים TRAPPIST-1 . ממצאים אלה ואחרים הובילו אסטרונומים להסיק שרוב הגמדים האדומים מקיפים לפחות כוכב לכת יבשתי אחד (המכונה גם סלעי).
התרשמות האמן מציגה כמה מכוכבי הלכת המקיפים את כוכב הגמד האדום הקר במיוחד TRAPPIST-1. קרדיט: ESO
עם זאת, ננסים אדומים ידועים גם בשדות המגנטיים החזקים שלהם ובטבעם המשתנה, מה שאומר שכוכבים המקיפים ב-HZ שלהם יהיו נתונים למגנטיות אינטנסיביות פעילות התלקחות . ממצאים כאלה מטילים ספק רב בשאלה אם כוכב לכת שנמצא ב-HZ של גמד אדום יכול לתמוך בחיים לאורך זמן.
בגלל זה, מדענים צופים שכל כוכב לכת שסובב עם ה-HZ של כוכב ננס אדום יצטרך שדה מגנטי חזק כדי להבטיח שהתלקחויות שמש וחלקיקים טעונים לא יפשירו לחלוטין את האטמוספירה שלהם ויהפכו אותם לבלתי ראויים למגורים לחלוטין. לכן, תגלית זו מציעה לא רק דרך חדשה וייחודית לחקור את הסביבה סביב כוכבי לכת חיצוניים, היא גם מציעה אמצעי לקבוע אם הם ראויים למגורים.
על ידי חיפוש אחר פליטות רדיו בתדר נמוך, אסטרונומים יכלו לא רק לזהות כוכבי לכת חיצוניים אלא גם לאמוד את עוצמת השדות המגנטיים שלהם ואת עוצמת קרינת הכוכב שלהם. ממצאים אלה יובילו דרך ארוכה לקביעה האם כוכבי לכת סלעיים המקיפים כוכבי ננס אדומים מסוגלים לתמוך בחיים.
איור של אמן של כוכב לכת היפותטי המקיף ננס אדום. קרדיט תמונה: נאס'א/ESA/G. בייקון (STScI)
פופ ועמיתיו מחפשים כעת להשתמש בשיטה זו כדי למצוא פליטות דומות מכוכבים אחרים. בתוך 20 שנות אור ממערכת השמש שלנו, ישנם לפחות 50 כוכבי ננס אדומים, ולרבים מהם כבר נמצא שיש לפחות כוכב לכת אחד המקיף אותם. גם הצוותים של Vedantham וגם של האפיפיור צופים ששיטה חדשה זו תפתח דרך חדשה למציאת ואפיון כוכבי לכת.
'המטרה ארוכת הטווח היא לקבוע איזו השפעה יש לפעילות המגנטית של הכוכב על יכולת המגורים של כוכב לכת, ופליטות רדיו הן חלק גדול מהפאזל הזה', אמר Vedantham. 'העבודה שלנו הראתה שזה בר קיימא עם הדור החדש של טלסקופי רדיו והעלתה אותנו לדרך מרגשת'.
הקפד לבדוק את הסרטון הזה של התגלית האחרונה, באדיבות ASTRON: