Bir dış gezegen ile yıldızı arasındaki etkileşimlerin bir sanatçı tarafından kavramsal olarak sunumu. Yıldızdan yayılan plazma, ötegezegenin manyetik alanı tarafından saptırılır. Bu etkileşim, yıldızın manyetik alanını bozar ve yıldız ve radyo dalgaları üzerinde kutup ışıkları üretir. Kredi: Alice Kitterman/Ulusal Bilim Vakfı
Güneş sistemimizin yaklaşık 12 ışık yılı dışından kaynaklanan radyo emisyonları, YZ Ceti yıldızı ile onun yakın yörüngede dolanması muhtemel, kayalık gezegeni arasındaki olası manyetik etkileşimleri ortaya koyuyor.
Araştırmacılar, YZ Ceti yıldızından gelen radyo emisyonlarını tespit ettiler; bu, onun Dünya büyüklüğündeki kayalık ötegezegeni YZ Ceti b’de bir manyetik alanın varlığını düşündürüyor. Sebastian Pineda ve Jackie Villadsen, Karl G. Jansky Çok Büyük Dizisini kullanarak tekrar eden radyo sinyallerini gözlemlediler ve bunların yıldız ile yörüngedeki gezegeni arasındaki manyetik etkileşimler tarafından üretildiğini teorileştirdiler. Bu araştırma, Dünya benzeri diğer ötegezegenlerdeki atmosferleri korumak ve yaşamı desteklemek için çok önemli olan manyetik alanları belirlemek için umut verici bir yöntem sunuyor.
Dünyanın manyetik alanı, herkesin pusula iğnelerini aynı yöne doğrultmasından daha fazlasını yapar. Ayrıca, düzenli olarak güneşten püskürtülen yüksek enerjili parçacıkları ve plazmayı saptırarak Dünya’nın yaşamı sürdüren atmosferinin şeridinin korunmasına yardımcı olur. Araştırmacılar şimdi, başka bir güneş sistemindeki olası Dünya büyüklüğünde bir gezegeni, aynı zamanda bir manyetik alana sahip olmak için birincil aday olarak belirlediler – YZ Ceti b, Dünya’dan yaklaşık 12 ışıkyılı uzaklıkta bir yıldızın yörüngesinde dönen kayalık bir gezegen.
Araştırmacılar Sebastian Pineda ve Jackie Villadsen, ABD Ulusal Bilim Vakfı’nın Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi (NRAO) tarafından işletilen bir radyo teleskopu olan Karl G. Jansky Çok Büyük Dizini kullanarak YZ Ceti yıldızından yayılan tekrar eden bir radyo sinyali gözlemlediler. Uzak yıldızlar ve yörüngedeki gezegenleri arasındaki manyetik alan etkileşimlerini anlamak için Pineda ve Villadsen tarafından yapılan araştırma NSF tarafından desteklenmektedir. Araştırmaları bugün (3 Nisan 2023) Nature Astronomy dergisinde yayınlandı.
“Diğer güneş sistemlerinde potansiyel olarak yaşanabilir veya yaşam barındıran dünyalar aramak, kısmen Dünya’nın kayalık olup olmadığını belirleyebilmeye bağlıdır. NSF’den Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi program direktörü Joe Pesce, “-benzeri ötegezegenlerin aslında manyetik alanları var” diyor. “Bu araştırma, yalnızca bu özel kayalık ötegezegenin muhtemelen bir manyetik alana sahip olduğunu göstermekle kalmıyor, aynı zamanda daha fazlasını bulmak için umut verici bir yöntem sunuyor.”
Bir gezegenin manyetik alanı, o gezegenin atmosferinin zamanla yayılan parçacıklar tarafından aşınmasını önleyebilir. Colorado Üniversitesi’nden bir astrofizikçi olan Pineda, yıldızından açıklıyor. “Bir gezegenin atmosfere sahip olup olmaması, gezegenin güçlü bir manyetik alana sahip olup olmamasına bağlıdır.”
Başka bir yıldızdan gelen bir radyo sinyali
“Bu şeyi görüyorum Bucknell Üniversitesi’nden bir astronom olan Villadsen, bir hafta sonu evinde veriler üzerine yağarken radyo sinyalini ilk kez izole ettiği anı, daha önce kimsenin görmediğini hatırlıyor.
“İlk patlamayı gördük. ve çok güzel görünüyordu,” diyor Pineda. “Onu tekrar gördüğümüzde, tamam, belki de burada gerçekten bir şeyimiz olduğunun göstergesiydi.”
Araştırmacılar, saptadıkları yıldız radyo dalgalarının, yıldızın manyetik alanı arasındaki etkileşimler tarafından üretildiğini teorileştiriyorlar. ötegezegen ve yörüngesinde döndüğü yıldız. Ancak bu tür radyo dalgalarının uzun mesafelerde algılanabilmesi için çok güçlü olmaları gerekir. Manyetik alanlar daha önce Jüpiter boyutundaki devasa ötegezegenlerde tespit edilmiş olsa da, Dünya boyutundaki nispeten küçük bir ötegezegen için bunu yapmak farklı bir teknik gerektirir.
Manyetik alanlar görünmez olduğundan, uzaktaki bir gezegenin gerçekten olup olmadığını belirlemek zordur. bir tane var, diye açıklıyor Villadsen. “Yaptığımız şey onları görmenin bir yolunu aramak” diyor. “Yıldızlarına gerçekten yakın ve Dünya’ya benzer boyutta olan gezegenler arıyoruz. Bu gezegenler, yaşayabileceğiniz bir yerde olamayacak kadar yıldızlarına çok yakınlar, ancak çok yakın oldukları için gezegen, yıldızdan çıkan bir sürü şeyi yarıp geçiyor.
“Eğer gezegenin bir manyetik alan kullanır ve yeterince yıldız malzemesini delip geçerse, yıldızın parlak radyo dalgaları yaymasına neden olur.”
Küçük kırmızı cüce yıldız YZ Ceti ve bilinen ötegezegeni YZ Ceti b ideal bir çift sağladı çünkü ötegezegen yıldıza o kadar yakın ki, tam bir yörüngesini sadece iki günde tamamlıyor. (Karşılaştıracak olursak, güneş sistemimizdeki en kısa gezegen yörüngesi 88 günde Merkür’ünkidir.) YZ Ceti’den gelen plazma gezegenin manyetik “sabanını” sıyırırken yıldızın kendisinin manyetik alanıyla etkileşir ve bu da güçlü radyo dalgaları üretir.
Bu radyo dalgalarının gücü daha sonra ölçülebilir ve araştırmacıların gezegenin manyetik alanının ne kadar güçlü olabileceğini belirlemesine olanak tanır.
Başka bir dünyadaki kuzey ışıkları ?
“Bu bize yıldızların etrafındaki ortam hakkında yeni bilgiler veriyor” diyor Pineda. “Bu fikre ‘güneş dışı uzay havası’ adını veriyoruz.”
Güneşin yüksek enerjili parçacıkları ve bazen büyük plazma patlamaları, Dünya’nın çevresinde, evimize daha yakın bir güneş havası yaratır. Güneşten gelen bu püskürmeler, küresel telekomünikasyonu ve uydulardaki ve hatta Dünya yüzeyindeki kısa devre elektroniklerini bozabilir. Güneş havası ile Dünya’nın manyetik alanı ve atmosferi arasındaki etkileşim de aurora borealis veya kuzey ışıkları olgusunu yaratır.
YZ Ceti b ile yıldızı arasındaki etkileşimler de bir aurora üretir, ancak önemli bir fark vardır: Aurora yıldızın kendisindedir.
“Aslında aurorayı yıldızda görüyoruz — bu radyo emisyonu budur,” diye açıklıyor Pineda. “Gezegen kendi atmosferine sahipse, gezegende ayrıca kutup ışıkları da olmalıdır.”
Her iki araştırmacı da, YZ Ceti b’nin manyetik alana sahip kayalık bir ötegezegen için şimdiye kadarki en iyi aday olduğu konusunda hemfikirdir, ancak bu kesinleşmiş bir durum değildir. . Villadsen, “Bu gerçekten makul olabilir,” diyor. “Ancak, bir gezegenin neden olduğu radyo dalgalarının gerçekten güçlü bir teyidi ortaya çıkana kadar, çok fazla takip çalışması gerekecek.”
“Çevrimiçi hale gelen ve planlanan birçok yeni radyo tesisi var. gelecek için,” diyor Pineda gelecekteki araştırmalar için olasılıklar hakkında. “Bunun gerçekten olduğunu gösterdiğimizde, bunu daha sistematik bir şekilde yapabileceğiz. Daha yolun başındayız.”
Referans: “Bilinen M-cüce gezegen-ev sahibi YZ Ceti’den tutarlı radyo patlamaları” 3 Nisan 2023, Nature Astronomy.
DOI: 10.1038/ s41550-023-01914-0