Астрономи вперше знайшли радіаційний пояс за межами нашої Сонячної системи навколо коричневого карлика LSR J1835+3259. Цей пояс, який у 10 мільйонів разів щільніший за пояс Юпітера, є важливим прогресом у пошуку придатних для життя та потенційно планет розміром із Землю. До цього висновку привела мережа з 39 радіотарілок, поширених по всьому світу.
Радіаційні пояси планети — це кільцеподібні магнітні утворення, оточені електронами та зарядженими частинками надзвичайно високої енергії.
Усі планети Сонячної системи з великомасштабними магнітними полями, включаючи Землю, Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун, мають радіаційні пояси навколо Землі, які вперше спостерігали в 1958 році за допомогою супутників Explorer 1 і 3. Однак на сьогоднішній день не було виявлено жодного значного радіаційного поясу за межами нашої Сонячної системи.
Перший радіаційний пояс за межами нашої Сонячної системи відкрили професор Євгенія Школьник зі Школи вивчення Землі та космосу Університету штату Арізона та Мелоді Као, колишній співробітник Університету штату Арізона, колишній дослідник 51 Pegasi b в Каліфорнійському університеті в Санта-Крузі. Його виявила невелика група астрономів, в т.ч Висновки були опубліковані 15 травня в журналі Nature.
Місцем знахідки став «коричневий карлик» LSR J1835+3259, розмір якого можна порівняти з Юпітером, але значно щільніший. Розташований на відстані 20 світлових років від нас у сузір’ї Ліри, цей об’єкт занадто важкий, щоб бути планетою, але недостатньо важкий, щоб бути зіркою. Було незрозуміло, чи будуть радіаційні пояси знайдені навколо позапланетних об’єктів, оскільки раніше їх ніколи чітко не було видно за межами нашої Сонячної системи.
За словами Школьника, який присвятив багато років дослідженню магнітних полів і населеності екзопланет, «це перший критичний крок до пошуку багатьох таких об’єктів і покращення нашої здатності шукати все менші й менші магнітосфери, і врешті-решт дозволить нам вивчати потенційні придатні для життя планети розміром із Землю.
Радіаційний пояс, який виявила ця команда, є гігантською структурою, яку неможливо виявити людським оком. Її найяскравіша внутрішня частина розташована на відстані 18 діаметрів Юпітера від її зовнішнього діаметра, що становить принаймні 9 діаметрів Юпітера. Цей нещодавно відкритий екстрасонячний пояс випромінювання майже в 10 мільйонів разів інтенсивніший за пояс Юпітера, який у мільйони разів яскравіший за земний і містить найбільше енергії частинок серед усіх планет Сонячної системи. Радіаційний пояс Юпітера складається з частинок, що рухаються зі швидкістю, близькою до світла, і світить на найяскравіших довжинах радіохвиль.
Команда зробила три зображення високої роздільної здатності радіовипромінювальних електронів, захоплених магнітосферою LSR J1835+3259 протягом року, використовуючи добре відомий метод спостережень для виявлення чорної діри нашої галактики.
Вчені розшифрували динамічне магнітне середовище коричневого карлика, відоме як «магнітосфера», яке вперше спостерігали за межами Сонячної системи, скоординувавши 39 радіотарілок, що простягаються від Гаваїв до Німеччини, створивши телескоп розміром із Землю. Вони навіть змогли визначити форму цього магнітного поля, що привело їх до висновку, що воно, швидше за все, має дипольну структуру, подібну до структури Юпітера та Землі.
За допомогою мережі радіотарілок по всьому світу ми можемо створювати фотографії надзвичайно високої роздільної здатності, щоб побачити те, чого ніхто раніше не бачив. За словами співавтора, професора Джекі Вілладсена з Університету Бакнелла, «перегляд верхнього ряду карти ока в Каліфорнії, стоячи у Вашингтоні, округ Колумбія, можна порівняти з нашим видом.
Але Као та його група мали ранні ознаки того, що вони виявлять смугу випромінювання навколо цього коричневого карлика. Радіоастрономи вже відзначали, що LSR J2021+1835 випромінював два типи спостережуваних радіовипромінювань, коли дослідники проводили ці вимірювання в 3259 році. Као був членом команди, яка шість років тому визначила, що джерелом радіовипромінювання, що нагадує маяк і регулярно спалахує, є полярне сяйво.
Однак LSR J1835+3259 також створював більш послідовні та слабші радіовипромінювання. Ця інформація показала, що ці більш слабкі випромінювання, дуже схожі на радіаційні пояси Юпітера, насправді не могли бути результатом зіркових вибухів.
Згідно з дослідженнями команди, це явище може бути більш поширеним, ніж вважалося раніше, і його можна побачити не лише на планетах, але й на коричневих карликах, зірках з малою масою та, можливо, навіть на зірках із надзвичайно великою масою.
Магнітосфера, включаючи Землю, є областю навколо магнітного поля планети і може захистити атмосферу та поверхні планети від сонячних і космологічних частинок високої енергії.
На додаток до таких факторів, як атмосфера та клімат, додав Као, «роздумуючи про придатність екзопланет до життя, слід враховувати такі речі, як роль їхнього магнітного поля в підтримці стабільного середовища».
Їхні дослідження показали різницю між світлом полярного сяйва та радіаційним поясом від об’єкта за межами нашої Сонячної системи з точки зору «форм» і просторового положення, на додаток до видимого радіаційного поясу.
«Полярне сяйво можна використовувати для вимірювання сили магнітного поля, але не його форми. За словами Као, цей експеримент був створений, щоб продемонструвати методику визначення моделей магнітних полів на коричневих карликах і, зрештою, на екзопланетах. «Внутрішні двори» планет, що утворюють нашу Сонячну систему, можна порівняти в одному прикладі з радіаційними поясами, але замість квітів енергійні частинки Сонячної системи випромінюють світло різної довжини хвилі та інтенсивності.
Унікальні характеристики кожного радіаційного поясу розкривають дещо про енергетичні, магнітні та частинкові джерела цієї планети; його швидкість обертання, сила його магнітного поля, його близькість до Сонця, чи є супутники, які можуть виробляти додаткові частинки або кільця, як у Сатурна, щоб поглинати їх, і багато іншого. Тепер ми можемо вперше спостерігати типи «дворів», які мають коричневі карлики та зірки малої маси. Я з нетерпінням чекаю того дня, коли ми зможемо більше дізнатися про магнітосферні будинки зовнішніх планет.
Джерело: scitechdaily
Günceleme: 23/05/2023 14:02