Astronomai radijo impulsus atsekė iki egzoplanetos už 63 šviesmečių

„MeerKAT“ užfiksavo pasikartojančią „Beta Pictoris b“ radijo spinduliuotę

Astronomai pranešė aptikę radijo bangas, kurias susiejo su konkrečia planeta už Saulės sistemos ribų. Signalas sklinda iš „Beta Pictoris b“ – dujinės milžinės, esančios maždaug už 63 šviesmečių nuo Žemės. Tyrėjai jį užfiksavo Pietų Afrikoje veikiančiu „MeerKAT“ radioteleskopų masyvu.

Stebėjimų duomenyse matyti pasikartojantys, trumpi radijo impulsai ir silpnesnė spinduliuotė tarp jų. Signalai užregistruoti nuo 0,85 iki 3,5 gigaherco dažnių ruože. Tyrimo autoriai jų savybes sieja su stipriu planetos magnetiniu lauku ir su juo susijusiais procesais.

Šis tyrimas kalba apie natūralią radijo spinduliuotę, panašią į tą, kurią sukelia magnetiniai reiškiniai Saulės sistemos planetose. Duomenyse nėra požymių, kad impulsai būtų sąmoningai siunčiamas pranešimas. Rugsėjo 15 dieną paskelbtas mokslinis darbas kol kas yra nerecenzuotas rankraštis.

Tyrėjai signalo vietą atskyrė nuo jį galėjusios skleisti žvaigždės

Anksčiau radijo bangų buvo aptikta planetas turinčiose žvaigždžių sistemose, tačiau dažnai nepavykdavo nustatyti, ar jas skleidžia planeta, ar pati žvaigždė. Šis skirtumas ir yra pagrindinis naujojo tyrimo klausimas. Vien aptikti signalą „Beta Pictoris“ sistemos kryptimi nepakaktų norint jį priskirti „Beta Pictoris b“.

Kevino Ortizo Ceballoso, Edo Bergerio ir Yvette Cendes vadovaujama komanda sistemą stebėjo keturis kartus 2025 ir 2026 metais. Tyrėjai radijo šaltinio padėtį tikslino, naudodami kitus danguje užfiksuotus objektus kaip atskaitos taškus. Po šios analizės nustatyta signalo vieta sutapo su žinoma „Beta Pictoris b“ padėtimi ir skyrėsi nuo žvaigždės bei kitos sistemos planetos padėties.

Tyrėjams svarbi ir signalo sandara: impulsai sparčiai kinta, o jų radijo bangos yra stipriai poliarizuotos. Tokios savybės dera su astronomams žinomu magnetinės spinduliuotės susidarymo mechanizmu. Leidiniui CNN nepriklausomas astronomas Josephas Callinghamas pabrėžė būtent signalo lokalizavimą – galimybę atskirti planetą nuo jos

žvaigždės.

Radijo bangos leidžia įvertinti itin stiprų planetos magnetinį lauką

Tyrimo autoriai impulsus aiškina procesais, panašiais į tuos, kurie Saulės sistemoje lydi pašvaistes. Magnetiniame lauke judančios įelektrintos dalelės gali skleisti radijo bangas, nors pačių „Beta Pictoris b“ pašvaisčių astronomai šiuo tyrimu nenufotografavo. Jų kilmė nustatoma iš radijo signalo savybių.

Aukščiausias užfiksuotas dažnis tyrėjams leidžia apskaičiuoti mažiausią magnetinio lauko stiprumą spinduliuotės susidarymo vietoje. Pagal jų pasirinktą fizikinį paaiškinimą jis siekia bent 1,25 kilogauso. Tai yra įvertis konkrečiam spinduliuotę skleidžiančiam planetos aplinkos regionui, o ne viso magnetinio lauko vienodo stiprumo matavimas.

Magnetiniai laukai veikia įelektrintų dalelių judėjimą aplink planetas ir gali turėti reikšmės jų atmosferų raidai. Iki šiol nustatyti jų stiprumą už Saulės sistemos ribų buvo ypač sunku. Radijo stebėjimai suteikia tyrėjams dar vieną būdą nagrinėti planetos aplinką be jau naudojamų vaizdų ir atmosferos spektrų.

„Beta Pictoris b“ priklauso jaunai trijų planetų sistemai

„Beta Pictoris“ sistema yra maždaug 23 mln. metų amžiaus ir ją supa dulkių bei nuolaužų diskas. NASA duomenimis, aplink žvaigždę žinomos trys didelės planetos: „Beta Pictoris b“, „c“ ir „d“. Trečioji, „Beta Pictoris d“, paskelbta atrasta šių metų liepą, naudojant Jameso Webbo kosminio teleskopo duomenis.

„Beta Pictoris b“ atradimas paskelbtas 2008 metais. Tai dujinė milžinė, kurios masę naujojo radijo tyrimo autoriai apibūdina kaip maždaug 12 kartų didesnę už Jupiterio. Aplink savo žvaigždę ji apskrieja per maždaug 24 metus, būdama maždaug dešimt kartų toliau nuo jos nei Žemė nuo Saulės.

Planeta jau anksčiau buvo stebima tiesiogiai, todėl astronomai gana gerai žinojo, kur jos ieškoti radijo duomenyse. Vis dėlto ankstesnė šios planetos radijo spinduliuotės paieška kitu dažnių ruožu signalo neaptiko. Naujojo tyrimo stebėjimai aprėpė aukštesnius dažnius ir pateikė kitokio pobūdžio duomenų.

Rugsėjį paskelbtą atradimą dar vertins nepriklausomi specialistai

Darbo autoriai savo rezultatą vadina pirmuoju tiesioginiu radijo spinduliuotės aptikimu, kurį pavyko priskirti konkrečiai egzoplanetai. Ši formuluotė remiasi jų pateikta signalo padėties ir savybių analize. Rugsėjo 15 dieną tyrimas buvo paskelbtas „arXiv“ platformoje, prieš baigiant mokslinio žurnalo recenzavimo procesą.

Su tyrimu nesusiję mokslininkai CNN sakė, kad išvada būtų svarbi egzoplanetų magnetinių laukų tyrimams, jeigu ją patvirtins tolesnis vertinimas. Astronomai jau anksčiau ieškojo panašių signalų, tačiau ankstesni kandidatai nebuvo taip aiškiai atskirti nuo juos supančių žvaigždžių. Dėl to naujajame darbe daug dėmesio skirta būtent radijo šaltinio vietai.

Tyrėjai siekia gauti daugiau laiko „MeerKAT“ stebėjimams ir pakartotinai nagrinėti „Beta Pictoris b“. Papildomi matavimai padėtų tiksliau ištirti, kaip kinta impulsai ir kokiomis sąlygomis jie susidaro. Kol kas paskelbti keturių stebėjimų duomenys ir jų pagrindu pateiktas magnetinio lauko įvertis.