Ученые впервые использовали радиоволны для поиска экзопланет. По сравнению с двумя уже существующими, новый метод позволяет находить небольшие землеподобные планеты, что чрезвычайно важно. С помощью него ученым уже удалось обнаружить планету.
Результаты исследования опубликованы в журналах The Astrophysical Journal Letters.
Используя радиотелескоп низкой частоты LOFAR астрономы из США и Нидерландов выяснили, что радиоволновая активность звезды GJ 1151, относящейся к классу красных карликов и расположенной на расстоянии 26 световых лет от нас, связана с взаимодействием между магнитным полем звезды и вращающейся вокруг нее планеты.
Взаимодействие между планетой и звездой, которая является красным карликом, напоминает то, что наблюдается у Юпитера и его спутника Ио. Оно порождает радиоизлучение с круговой поляризацией, которое на низких частотах может иметь большую мощность.
«Мы адаптировали знания, полученные за десятилетия радионаблюдений Юпитера к случаю этой звезды. Давно предсказывалось, что масштабная версия Юпитера-Ио существует в системах звезда-планета, и наблюдаемое нами излучение очень хорошо соответствует этой теории», — отмечает один из авторов исследования, астроном Джо Каллингем из Нидерландского института радиоастрономии (ASTRON).
Масса новой экзопланеты всего примерно в пять раз больше массы Земли. Это очень важно, потому что существовавшие до этого методы позволяли находить только планеты-гиганты.
В настоящее время есть два основных способа обнаружения экзопланет. Первый — это метод транзита, который использует космический телескоп NASA TESS. Суть его заключается в том, что когда экзопланета проходит на фоне диска своей звезды, ее можно отследить по провалу светимости звезды, а также определить размеры планеты. Второй — метод лучевой скорости. Он обнаруживает слабое колебание в положении звезды, когда она притягивается планетой.
Соответственно, чем массивнее планета, тем легче ее обнаружить любым из этих двух способов. Но с помощью нового метода можно найти более мелкие каменистые экзопланеты, похожие на Землю.
В отличие от Солнечной системы, где материнская звезда — Солнце — обладает недостаточно сильным магнитным полем, а планеты расположены на значительном удалении от нее, в системах красных карликов маленькие, тусклые звезды имеют гораздо более мощные магнитные поля, чем Солнце, а планеты могут подойти к ним намного ближе. При этом возникает более мощное, чем у Солнца, низкочастотное радиоизлучение с характерной круговой поляризацией.
«Движение планеты через сильное магнитное поле красного карлика действует как электрический двигатель, во многом аналогично тому, как работает велосипедное динамо. Это генерирует огромный ток, который питает сияние и радиоизлучение звезды», — отмечает автор статьи, астроном из ASTRON Хариш Ведантам.
Радиотелескоп LOFAR, разработанный институтом ASTRON, при сканировании неба выявил несколько характерных радиоволновых излучений, которые соответствуют красным карликовым звездам.
Фото: телескоп LOFAR (twitter.com/LOFAR)
Одной из них была GJ 1151. Она была идеальным кандидатом для дальнейшего изучения. Дело в том, что многие красные карлики сами вращаются с огромной скоростью или находятся в бинарной системе с крупным спутником и отследить их взаимодействия с планетами весьма проблематично. А GJ 1151 вращается очень медленно, делая всего один оборот за 130 дней.
Обнаруженная планета обращается вокруг звезды за один-пять дней. Точную массу новой экзопланеты еще предстоит определить, но в любом случае, это небольшая каменистая планета. Правда, расположена она слишком близко к своей звезде, чтобы быть обитаемой.
В будущем ученые планируют определить, какое влияние магнитная активность звезды оказывает на обитаемость экзопланет. Они надеются, что, после того как все этапы строительства телескопа LOFAR будут завершены, новое оборудование поможет им получить ответы на многие вопросы.
Ранее ученые обнаружили экзопланету из класса горячих юпитеров, совершающую полный оборот вокруг своей материнской звезды всего за 18 часов. Это самый короткий орбитальный период, когда-либо наблюдавшийся для планеты такого типа.
