宇宙中最小的恒星发出的强烈的极光可能为寻找岩石行星提供了一种新的方法,否则这些行星可能会被看不见。当一个世界在其恒星的磁场中运动时,它可以产生无线电波的爆发。这种效应类似于天文学家在太阳系中仔细研究过的一个现象:木星和它的卫星木卫一之间相互作用产生的周期性射电辐射。利用一个强大的射电望远镜,研究人员现在已经发现了多颗恒星发出了泄露真相的活动。他们说,每一个都可以成为一个小世界的主人。
当恒星旋转时,它的磁场扫过空间,与从恒星表面吹来的带电粒子相互作用,并被恒星风带走。如果一颗行星的轨道非常接近旋转的恒星,它可以进一步加速这些粒子,导致低频无线电波的明亮闪光。这种闪光很容易在低频阵列(LOFAR)的数据中被发现。LOFAR是一个欧洲射电望远镜网络,以地球上可以观测到的最低频率运行。LOFAR正在进行一项广域、低频无线电调查,扫描天空寻找辐射源。通过分析2019年发布的首批数据,研究人员发现了来自19颗红矮星的可疑无线电闪光。这些数据涵盖了北半球大约五分之一的天空。其中五颗恒星的闪光最初被认为与从光年外观测到的一颗行星的极光烟花的样子非常吻合。这些结果发表在《自然天文学》上的一项研究中,随后的一篇预印本论文将候选恒星缩小到4颗。
《自然天文学》研究的主要作者、荷兰莱顿大学射电天文学家约瑟夫·卡林厄姆说:“如果发射是由恒星活动驱动的,我们没有看到我们预期的趋势。”这四颗恒星都是相对静止的,这意味着它们不太可能不断地发射大型耀斑,而这种耀斑可能会模仿近轨道世界发出的极光信号。
狩猎行星
多年来,天文学家一直在寻找行星与恒星磁场相互作用的迹象,他们把重点放在被认为最有利于搜索的太阳的小子集上。然而,卡林厄姆和他的同事们并没有将目标锁定在特定的恒星上,而是依靠LOFAR的盲目、全面的天空调查,从而实现了更公正的搜寻。
“这是一个非常酷的结果,”加州理工学院的天文学家格雷格·哈利南(Gregg Hallinan)说,198总代理团队的联系方式是什么,198总代1号团队唯一198平台开户指定qq33287162,他不是这个团队的成员。“(以前)没有人能够以一种公正的方式做到这一点。”
尽管红矮星的体积很小,但就恒星活动而言,许多红矮星的威力远远超过它们的轻量,用非常强大的耀斑击败任何绕轨道运行的行星。通常情况下,红矮星自旋越快,198娱乐官网安198彩总代理全登录的网址被国内网络警察给封了,我都不知道,还是好朋友198彩票总代给我发的站内信收到的通知,域名也更换了。,产生耀斑的频率就越高。但是,即使是那些像LOFAR这样的慢转恒星,偶尔也会发出“打嗝”声。
在随后的研究中,该小组试图排除在LOFAR无线电调查中发现的闪光的来源是普通的闪光。为了做到这一点,科学家们使用了来自NASA凌日系外行星勘测卫星(TESS)的光学数据来双重检查目标恒星的活动水平。这项研究已经在预印本服务器arXiv.org上发布,并将发表在《天体物理学杂志通讯》上。在TESS的数据中,先前发现的五颗安静的恒星中,有一颗活跃地闪耀着,其他四颗则保持着安静,这进一步证实了旋转的行星是它们明显的无线电闪光的原因。
澳大利亚昆士兰大学的天文学家本杰明·波普(Benjamin Pope)说:“我们基本上可以消灭最不活跃恒星的[耀斑原因],因为它们根本不耀斑。”他是《自然天文学》研究的合著者,也是第二篇论文的第一作者。
但是科学家们还不能确定这些信号与隐藏的世界有关。其他更成熟的行星探测技术对于这四颗恒星都是徒劳的。“我不能证明它们是行星,我已经试过了,”Pope说。
寻找这些行星的大部分努力始于去年, 努力爱198彩时时彩平台,一定会有收获;因为198彩时时彩注册就送计画,我们希望198彩票注册网址出现奇迹。,当时研究人员宣布他们发现了恒星-行星相互作用的第一个候选者GJ 1151,它是四颗安静的恒星之一。两个独立的研究小组试图探测到GJ 1151的周期性摆动,但均以失败告终。根据LOFAR的数据,GJ 1151应该是由它的伴星引起的。
对于渴望找到更多方法来定位和研究太阳系以外世界的研究人员来说,这算不上什么重大新闻。宾夕法尼亚州立大学的天文学家Suvrath Mahadevan曾帮助寻找GJ 1151的假定行星,但没有参与这两项新研究。他说,尽管行星可能会通过极光暴露它们的存在,但对这项技术的初步独立确证至关重要。“第一次,你真的希望看到多条证据汇集在一起,”他说。来自更可靠的行星搜寻技术的数据应该与LOFAR或其他类似天文台所观测到的周期性无线电闪光相吻合,两者相互呼应,最终揭示了世界的存在。马哈德文说:“然后我觉得你打开了这个领域。”“它将成为我们的下一个发现工具。”
目前,Callingham和他的同事们正在加倍投入他们的搜索,确保LOFAR有更多的时间用于GJ 1151的后续观测,并继续深入研究天文台的天空调查数据。在未来的几年里,LOFAR的升级,以及一个更强大的设备的亮相,称为平方公里阵列,将提供更多的发现机会。宣布更多的极光行星候选者似乎是不可避免的。
踏脚石卫星
这些努力背后的驱动力不仅仅是学术好奇心。红矮星(天文学家更喜欢称它们为M矮星)不仅是宇宙中最小的恒星,也是寿命最长、数量最多的恒星。有人估计,宇宙中多达75%的恒星是M矮星,每一颗都能发光上千亿年——甚至上万亿年。最重要的是,多次调查的统计推断表明,几乎每颗M型矮行星都至少有一颗行星。仅从原始数据来看,M颗矮行星似乎代表了宇宙中行星的大部分。这些地方是否有生命存在还不得而知,但是像卡林厄姆的研究可以帮助解决这个争论。
没有人认为M矮星磁场内的任何行星都适合居住。这样的世界会被附近的恒星烤焦,以至于液态水——我们所知道的生命的基石——不可能存在于它们的表面。相反,它们可以帮助研究人员回答关于M矮星如何影响它们的行星群的更基本的问题。例如,这些恒星有强烈的爆发倾向,可能会扫走原本适宜居住的行星的大气层,但拥有强大磁场的行星可能会有足够的保护来保存珍贵的空气。天文学家已经能够在一些选定的系统中分辨出大气行星和无空气行星,但目前他们还没有可靠的方法来测量一个小世界的磁场。根据博士生Robert Kavanagh和副教授Aline Vidotto(他们现在都在莱顿大学)的研究,如果极光的强度与行星磁场的强度成正比的话,那么对极光的观测可能就会做到这一点。
根据Vidotto的说法,对极光M矮行星的研究也可以探测到主星的恒星风的密度和速度。(维多托和卡瓦纳都不是这两项新研究的成员。)这样的测量可以帮助天文学家确定M矮星经历日冕物质抛射的频率,日冕物质抛射是一种巨大的粒子喷发,像耀斑一样,对附近的行星来说是坏消息。维多托说:“我认为(通过这项技术)我们将对恒星本身了解得更多。”
当然,所有这些都为尚未解决的M矮星可居住性之谜提供了线索,同时也为更大的谜题——宇宙中哪里最有可能发现生命行星——提供了线索。
“行星不能孤立存在。它们围绕着自己的恒星生存,”马哈德文说。“我认为[了解M矮星可居住性]的关键是真正了解这些恒星的磁活动和磁层。”