Trenutno znanstvenici mogu samo neizravnim putem tražiti planete izvan našeg Sunčevog sustava. Ovisno o metodi, to će uključivati traženje znakova tranzita ispred zvijezde (Tranzitna fotometrija), mjerenje zvijezde zbog znakova kolebanja (Doplerova spektroskopija), traženje svjetla odraženog iz atmosfere planeta (Direct Imaging) i pobio druge metode.
Na temelju određenih parametara astronomi mogu utvrditi je li neki planet potencijalno useljiv ili ne. Međutim, tim nizozemskih astronoma nedavno je objavio studiju u kojoj opisuju novi pristup lovu na egzoplanete: tražeći znakove aurore. Kako su to rezultati interakcije između magnetskog polja planeta i zvijezde, ova bi metoda mogla biti prečac do pronalaska života!
Da bi se razgradila, interakcije između magnetskog polja i nabijenih čestica koje zvijezda redovito emitira (aka. Solarni vjetar) uzrokuju aurore. Štoviše, prisutnost ovog fenomena proizvodi radio valove koji imaju izražen potpis koji se mogu detektirati radio opservatorijama ovdje na Zemlji. Upravo su to učinili nizozemski astronomi pomoću niskofrekventnog niza (LOFAR).
LOFAR je višenamjenski senzorski niz koji je uparen s računalnom i mrežnom infrastrukturom za obradu izuzetno velikih količina podataka. Jezgra polja („superterp“) sastoji se od mreže od trideset i osam stanica koncentriranih na sjeveroistoku Nizozemske s 14 dodatnih postaja u susjednim Njemačkoj, Francuskoj, Švedskoj, Velikoj Britaniji, Irskoj, Poljskoj i Latviji.
Kako navode u svojoj studiji, koja se nedavno pojavila u časopisu Priroda, LOFAR je uspio otkriti vrstu radiofrekvencija niskih frekvencija koje su predviđene od obližnje zvijezde - GJ 1151, crvenog patuljka tipa M tijekom 25 svjetlosnih godina od Zemlje. Kao što je Harish Vedantham, znanstvenik na ASTRON-u i vodeći autor studije, objasnio u izjavi za novinare NYU-a:
"Kretanje planeta kroz snažno magnetsko polje crvenog patuljaka djeluje poput električnog motora na isti način na koji djeluje dinamo bicikla. To stvara ogromnu struju koja pokreće zrake i radio emisiju zvijezde. "
Ova vrsta interakcija zvijezda i planeta predviđa se više od trideset godina, dijelom temeljenim na aktivnosti aurore koja se opaža u Sunčevom sustavu. Iako Sunčevo magnetsko polje nije dovoljno snažno za proizvodnju ove vrste radio emisija drugdje u Sunčevom sustavu, slična aktivnost zabilježena je kod Jupitera i njegovih najvećih Mjeseca.
Na primjer, interakcije između Jupiterovog jakog magnetskog polja i Io (najunutarnjeg najvećeg Mjeseca) proizvode aurore i svijetle radio emisije koje čak i zasjenjuju Sunce na dovoljno niskim frekvencijama. Međutim, ovo je bio prvi put da su astronomi otkrili i dešifrirali ove vrste radio signala iz drugog zvjezdanog sustava.
Kao Joe Callingham, postdoktorski suradnik ASTRON-a i koautor studije, naznačio je:
„Znanja iz desetljeća radio-promatranja Jupitera prilagodili smo slučaju ove zvijezde. Smanjiva verzija Jupitera-Ia već odavno se predviđa da postoji u sustavima zvijezda-planeta, a emisija koju smo promatrali dobro se uklapa u teoriju. "
Njihova otkrića potvrdio je drugi tim čije je istraživanje detaljno prikazano u studiji koja se pojavila u Astrofizički časopis Pisma. Papa i njegovi kolege su se za svoju studiju oslanjali na podatke dobivene instrumentom planetarne pretraživače sjeverne brzine (HARPS-N) instrumenta visoke preciznosti na nacionalnom teleskopu Galileo (TNG), smještenom na otoku La Palma, u Španjolskoj.
Pomoću ovih spektroskopskih podataka tim je uspio isključiti mogućnost da su radio signali promatrani iz GJ 1151 nastali interakcijom s drugom zvijezdom. Kao što je objasnio Benjamin J. S. Pope, znanstveni suradnik NASA Sagan sa Sveučilišta u New Yorku i vodeći autor drugog članka:
"Interakcije binarnih zvijezda također mogu emitirati radio valove. Pomoću optičkih promatranja, u radio podacima smo tražili dokaze o zvjezdanom suputniku koji se maskirao kao egzoplanet. Ovaj smo scenarij presudili vrlo odlučno, tako da mislimo da je najvjerovatnija mogućnost da je planet veličine Zemlje premali za otkrivanje pomoću naših optičkih instrumenata. "
Ovi su nalazi posebno značajni jer se odnose na sustav zvijezda crvenog patuljaka. U usporedbi s našim Suncem, crveni patuljci su mali, hladni i prigušeni, ali su i najčešća vrsta zvijezda u Svemiru - čine 75% zvijezda samo u Mliječnom putu. Crveni patuljci su također vrlo dobri kandidati za pronalazak zemaljskih planeta smještenih unutar cirkularne stambene zone (HZ).
To su primjer nedavnih otkrića poput Proxime b (najbliže egzoplanete izvan našeg Sunčevog sustava) i sedam planeta koji orbitiraju TRAPPIST-1. Ova i druga otkrića navela su astronome da zaključe da većina crvenih patuljaka orbitira najmanje jednim zemaljskim (aka. Stjenovitim) planetom.
Međutim, crveni patuljci poznati su i po snažnim magnetskim poljima i promjenjivoj prirodi, što znači da bi zvijezde koje orbitiraju u svojim HZ-ima bile izložene intenzivnoj magnetskoj i bakljičkoj aktivnosti. Nalazi poput ovih doveli su u veliku sumnju da li bi planet smješten u HZ-u crvenog patuljaka mogao dugo podržavati život.
Zbog toga znanstvenici predviđaju da će bilo kojem planetu koji orbitira sa HZ zvijezde crvene patuljke trebati snažno magnetsko polje kako bi se osiguralo da solarni bljeskovi i nabijene čestice ne uklone u potpunosti svoju atmosferu i učine ih potpuno nekorisnim. Stoga ovo otkriće ne samo da nudi nov i jedinstven način sondiranja okoliša oko egzoplaneta, već nudi i način utvrđivanja da li su oni useljivi.
Pretražujući niskofrekventne radio emisije, astronomi nisu mogli samo otkriti egzoplanete, već i odrediti jačinu njihovih magnetskih polja i intenzitet zračenja svoje zvijezde. Ova otkrića će ići dug put prema utvrđivanju da li su stjenoviti planeti na kojima orbitiraju crvene patuljaste zvijezde sposobni podržati život.
Papa i njegovi kolege sada žele koristiti ovu metodu kako bi pronašli slične emisije drugih zvijezda. Unutar 20 svjetlosnih godina našeg Sunčevog sustava nalazi se najmanje 50 crvenih patuljaka, a za mnoge od njih već je utvrđeno da im jedan orbitira oko jednog planeta. I Vedanthamov i Papin tim predviđaju da će ova nova metoda otvoriti novi način pronalaženja i karakterizacije egzoplaneta.
"Dugoročni je cilj utvrditi kakav utjecaj magnetska aktivnost zvijezde ima na život egzoplaneta, a radio emisije su veliki dio ove slagalice", rekao je Vedantham. "Naš je rad pokazao da je to izvedivo s novom generacijom radio-teleskopa i stavio nas na uzbudljiv put."
Obavezno pogledajte ovaj videozapis nedavnog otkrića, ljubaznošću ASTRON-a:
