Астрономы впервые услышали радиосигналы непосредственно от экзопланеты

Исследователи зафиксировали радиоизлучение от экзопланеты Beta Pictoris b с помощью радиотелескопного массива MeerKAT, расположенного в Южной Африке. Наблюдения стали важными не только из-за самого факта обнаружения радиоволн, но и благодаря возможности определить их происхождение. Об этом пишет Sciencetimes.

Откуда исходят радиосигналы?

Beta Pictoris b вращается вокруг молодой звезды Beta Pictoris, расположенной примерно в 63 световых годах от Земли. Планета является газовым гигантом и имеет массу примерно в несколько раз превышающую массу Юпитера. Она находится на значительном расстоянии от своей звезды, что делает систему интересной для изучения процессов формирования и эволюции планет.

В предыдущих наблюдениях радиосигналы от системы уже фиксировались, однако оставалось сложной задачей определить, исходят ли они от самой планеты или от ее родительской звезды. Новые наблюдения MeerKAT позволили локализовать источник излучения непосредственно в районе Beta Pictoris b. Авторы работы называют это первым однозначным определением аврорального радиоизлучения, источником которого является экзопланета, а не ее звезда.

Сигналы обладают характерными свойствами естественного аврорального излучения. В частности, исследователи обратили внимание на их повторяемость и сильную круговую поляризацию.

Что рассказали радиоволны о магнитном поле планеты?

Радиосигналы Beta Pictoris b наблюдались в широком диапазоне частот – примерно от 0,85 до 3,5 гигагерца. Их характеристики соответствуют механизму, известному как электронно-циклотронный мазер.

Этот процесс связан с движением заряженных частиц в магнитном поле. Когда электроны взаимодействуют с магнитосферой планеты, они могут генерировать интенсивное радиоизлучение. Подобные явления происходят и в Солнечной системе.

Особенно важно то, что максимальная частота такого излучения связана с величиной магнитного поля в области, где оно возникает. Поэтому радиосигналы могут служить своеобразным инструментом для косвенного измерения магнитного поля далекой планеты.

По оценкам авторов исследования, магнитное поле Beta Pictoris b в месте образования излучения имеет силу не менее 1,25 килогауса. Для сравнения: магнитное поле Земли у поверхности значительно слабее – его сила составляет примерно 0,25–0,65 гауса. Таким образом, речь идет о чрезвычайно сильной магнитной среде. Исследователи также учли быстрое вращение Beta Pictoris b. Планета совершает полный оборот примерно за 8–9 часов. Такая скорость может быть связана с характером повторяющихся радиовспышек и взаимодействием магнитного поля планеты с окружающей средой.

Могут ли эти сигналы быть признаком инопланетной жизни?

Нет. Зафиксированные радиосигналы не являются доказательством существования разумной жизни или технологической цивилизации на Beta Pictoris b.

Напротив, характеристики излучения хорошо объясняются естественным механизмом. Сильная круговая поляризация, повторяемость вспышек и зависимость сигнала от частоты соответствуют авроральным процессам, которые уже известны астрономам. Подобные радиоявления наблюдаются, например, у Юпитера. Его мощное магнитное поле взаимодействует с заряженными частицами и порождает радиоизлучение, связанное с полярными сияниями.

Поэтому открытие Beta Pictoris b интересно не поисками инопланетян, а возможностью исследовать физические свойства экзопланет, которые раньше было чрезвычайно сложно измерить. Магнитные поля играют важную роль во взаимодействии планет со звездным ветром. Мощная магнитосфера может влиять на то, как заряженные частицы от звезды взаимодействуют с верхними слоями атмосферы. В некоторых случаях магнитное поле может помогать планете противостоять атмосферной эрозии.

Именно поэтому информация о магнитном поле Beta Pictoris b может дать ученым новые данные о том, как формируются и изменяются планеты за пределами Солнечной системы.

Почему открытие Beta Pictoris b важно для астрономии?

Магнитные поля являются одной из самых сложных характеристик экзопланет для прямого исследования. Астрономы могут определять размер, массу, температуру и состав атмосферы некоторых планет, однако получить информацию об их магнитосферах значительно сложнее.

Радионаблюдения могут изменить эту ситуацию. Если механизм аврорального излучения удастся надежно использовать для определения силы магнитного поля, астрономы получат новый способ изучать невидимые свойства далеких планет.

В случае с Beta Pictoris b особенно ценно то, что исследователям удалось связать радиоизлучение именно с планетой. Это отличает новое наблюдение от случаев, когда радиосигнал можно было зарегистрировать в системе, но невозможно было точно определить его источник.

Результаты также могут помочь лучше понять эволюцию газовых гигантов. Beta Pictoris b – молодая планета в молодой звездной системе, поэтому ее свойства позволяют исследовать ранние этапы планетарной эволюции. В то же время работа пока остается в формате препринта, то есть ее результаты еще должны пройти независимое рецензирование. Необходимы дальнейшие наблюдения, чтобы подтвердить характеристики сигнала и проверить полученную оценку магнитного поля.

Если метод покажет стабильные результаты, его можно будет применить к другим большим экзопланетам. Это позволит сравнивать их магнитные поля, авроральную активность и взаимодействие со звездами.

В перспективе радиоастрономия может стать одним из ключевых способов изучения магнитосфер экзопланет. А открытие Beta Pictoris b показывает, что даже на расстоянии десятков световых лет ученые могут получать информацию о невидимых процессах, происходящих вокруг далеких миров.