Aiški radijo žinia iš egzoplanetos Beta Pictoris b

Planeta paliko savo atspaudą radijo danguje, ir astronomai pagaliau gali pasakyti, iš kur atėjo šis garsas.

Naudodami Pietų Afrikos MeerKAT radijo masyvą, Harvardo & Smithsonian astrofizikos centro ir Oregono universiteto mokslininkų grupė užfiksavo trumpus, besikartojančius radijo pliūpsnius, kurie nukreipia į Beta Pictoris b, masyvų pasaulį, esančią apie 63,4 šviesmečio atstumu. Pliūpsniai buvo ne tik trumpi ir pasikartojantys; jų radijo bangos buvo stipriai cirkuliariai poliarizuotos, kas yra ryškus aurorinio spinduliavimo požymis, susidarantis, kai įkrautos dalelės susiduria su magnetiniu lauku.

Tai pirmasis aiškus radijo signalas, priskirtas egzoplanetai, ir jis suteikia tiesioginį to planetos magnetinio lauko matavimą.

Stebėjimai, vykdyti per keturias sesijas 2025 ir 2026 metais, apėmė dažnius nuo 0,85 iki 3,5 GHz. Šis diapazonas parodė tiek pereinančius, stipriai poliarizuotus pliūpsnius, tiek silpnesnį, pastovų radijo spinduliavimą. Kad įsitikintų, jog signalas tikrai sklinda iš planetos, o ne iš daug šviesesnės centrinės žvaigždės, tyrėjai naudojo tolimas kvazaras kaip astrometrinius orientyrus, fiksuotus žiburius dangaus žemėlapiui tiksliai nustatyti. Rezultatas: spinduliavimas sutampa su Beta Pictoris b, o ne su ankstyvo tipo žvaigžde, aplink kurią ji sukasi.

B planeta yra viena iš trijų žinomų planetų aplink Beta Pictoris (trečios planetos šiame diagramos nėra). 

Kodėl tai svarbu? Ankstyvo tipo žvaigždės, tokios kaip Beta Pictoris, yra karštesnės ir struktūriškai skiriasi nuo Saulės, ir nė vienas žinomas tokių žvaigždžių radijo spinduliavimo mechanizmas negali paaiškinti pastebėto vaizdo. Tuo tarpu radijo pliūpsniai atitinka tai, ko tikimės iš elektroninio ciklotrono maserio nestabilumo (ECMI), to paties mechanizmo, kuris sukelia aurorinius radijo pliūpsnius Žemėje ir Jupiteryje. Trumpai tariant: tai planetinė aura, perduodama per šviesmečius.

Beta Pictoris b nėra kuklus objektas. Atrasta 2008 metais, ši dujų milžinė yra maždaug dešimt kartų masyvesnė už Jupiterį ir sukasi labai greitai, atlikdama apsisukimą maždaug per aštuonias ar devynias valandas. Tokie greiti sukimai ir audringas vidinis dinamo procesas padeda paaiškinti magnetinį lauką, kurio stipris, pagal tyrėjų įvertinimus, gali būti tūkstančius kartų didesnis už Žemės. Tokia intensyvi magnetosfera natūraliai generuotų ryškų aurorinį radijo spinduliavimą esant tinkamoms sąlygoms.

Atranka yra daugiau nei dar vienas atradimo varnelės uždėjimas. Magnetiniai laukai formuoja planetos atmosferos netekimą, dalelių aplinką ir net palydovų galimą tinkamumą gyvybei. Tiesioginis egzoplanetos magnetinio lauko matavimas, net jei tai jauna, masyvi dujų milžinė, suteikia teorikams konkretų skaičių, pagal kurį galima patikrinti jų dinamo modelius. Radijo pliūpsniai, su savo polarizacija ir pasikartojimu, yra tarsi neapdorotas duomenų srautas iš planetos variklio kambario.

Planetos b atžvilgiu buvo aptikti trumpi, kartojantys radijo pliūpsniai.

Darbas šiuo metu prieinamas preprintų serveryje arXiv ir dar neperėjo recenzavimo. Vis dėlto metodika yra konservatyvi ir įtikinama: tiksli lokalizacija naudojant kvazarus, pakartotiniai aptikimai per kelis stebėjimų ciklus ir spinduliavimo savybės, aiškiai atitinkančios ECMI fiziką. Autoriai pabrėžia, kad nė viena žinoma ankstyvo tipo žvaigždžių proceso versija negali atkartoti pastebėto reiškinio.

Dabar komanda nukreipia žvilgsnį toliau. Septynios kitos žinomos milžiniškos egzoplanetos penkiose netoliese esančiose sistemose yra pasiekiamos ta pačia technika, jei padidės jautrumas. Tyrėjai spėja, kad naujos kartos radijo observatorijos, suteikiančios maždaug penkis ar septynis kartus didesnį jautrumą, leis tokioms planetoms tapti matomoms, taip atverdamos naują kanalą tirti egzoplanetų magnetosferas įvairioms masėms ir amžiams.

Taigi, ką galiausiai mums atskleidžia planetos radijo balsas? Jis atskleidžia nematomą skydą, magnetinį lauką ir procesus planetos viduje, kurie kitu atveju būtų nematomi. Ilgai tyrinėjome egzoplanetas žvaigždžių šviesoje ir šešėliuose. Dabar mokomės jas išgirsti.