science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Een spannende manier om planeten te vinden:detectie van de signalen van hun magnetosferen

Artistieke weergave van het Tau Boötes b-systeem, met de planeet en zijn magnetisch veld. Krediet:Jack Madden/Cornell University

Astronomen hebben de afgelopen jaren duizenden exoplaneten ontdekt. De meeste zijn ontdekt met de transitmethode, waarbij een optische telescoop de helderheid van een ster in de loop van de tijd meet. Als de helderheid van de ster heel licht daalt, kan dit erop duiden dat er een planeet voor is geschoven en een deel van het licht blokkeert. De transitmethode is een krachtig hulpmiddel, maar heeft beperkingen. Niet de minste daarvan is dat de planeet tussen ons en zijn ster moet passeren om hem te kunnen detecteren. De transitmethode is ook afhankelijk van optische telescopen. Maar een nieuwe methode zou astronomen in staat kunnen stellen exoplaneten te detecteren met behulp van radiotelescopen.

Het is niet eenvoudig om exoplaneten op radiogolflengten waar te nemen. De meeste planeten zenden niet veel radiolicht uit, en de meeste sterren wel. Het radiolicht van sterren kan ook behoorlijk variabel zijn, bijvoorbeeld door stellaire uitbarstingen. Maar grote gasplaneten zoals Jupiter kunnen radiohelder zijn. Niet van de planeet zelf, maar van zijn sterke magnetische veld. Geladen deeltjes van stellaire wind interageren met het magnetische veld en zenden radiolicht uit. Jupiter is zo helder in radiolicht dat je het kunt detecteren met een zelfgemaakte radiotelescoop, en astronomen hebben radiosignalen gedetecteerd van verschillende bruine dwergen.

Maar er is geen duidelijk radiosignaal geweest van een Jupiter-achtige planeet die rond een andere ster draait. In deze nieuwe studie keek het team naar hoe zo'n signaal eruit zou kunnen zien. Ze baseerden hun model op magnetohydrodynamica (MHD), die beschrijft hoe magnetische velden en geïoniseerde gassen op elkaar inwerken, en pasten het toe op een planetair systeem dat bekend staat als HD 189733, waarvan bekend is dat het een wereld ter grootte van Jupiter heeft. Ze simuleerden hoe de sterrenwind van de ster interageerde met het magnetische veld van de planeet en berekenden wat het radiosignaal van de planeet zou zijn.

  • Dit radiobeeld van Jupiter werd vastgelegd door de VLA in New Mexico. De drie kleuren op de afbeelding komen overeen met drie verschillende radiogolflengten:2 cm in blauw, 3 cm in goud en 6 cm in rood. Synchrotronstraling produceert de roze gloed rond de planeet. Credits:Imke de Pater, Michael H. Wong (UC Berkeley), Robert J. Sault (Univ. Melbourne)

  • Een voorbeeld van synthetische radiobeelden geproduceerd door dit nieuwe model. Krediet:Soumitra Hazra, et al

Ze hebben een aantal interessante dingen gevonden. Ten eerste toonde het team aan dat de planeet een duidelijke lichtcurve zou produceren. Dat is een radiosignaal dat varieert door de beweging van de planeet. Dit is geweldig omdat radiowaarnemingen van beweging uiterst nauwkeurig zijn. Nog nauwkeuriger dan optische Doppler-waarnemingen. Ze ontdekten ook dat radiowaarnemingen een transit van een planeet konden detecteren die voor zijn ster passeerde. Er zouden specifieke kenmerken in het radiosignaal zijn die laten zien hoe de magnetosfeer van de planeet voor de ster passeert. Dus astronomen zouden de kracht en grootte van de magnetosfeer van de planeet beter kunnen begrijpen.

Beide signalen zouden erg zwak zijn, dus er zal een nieuwe generatie radiotelescopen voor nodig zijn om ze te zien. Maar als we ze kunnen detecteren, zullen de planetaire radiosignalen ons een nauwkeurige baanmeting geven van ten minste één planeet in het systeem en ons helpen de samenstelling en het interieur van een exoplaneet te begrijpen. Samen zouden deze een grote sprong voorwaarts zijn in ons begrip van exoplanetaire systemen. + Verder verkennen

Radiosignalen van verre sterren suggereren verborgen planeten