Künstlerische Darstellung einer durch einen Exoplaneten verursachten stellaren Aurora. (Danielle Futselaar/artsource.nl) Astronomen haben eine Ansammlung von Sternen entdeckt, die etwas Unerwartetes tun.
Im Umkreis von 160 Lichtjahren um das Sonnensystem wurden vier Rote Zwergsterne, die bei Radiobeobachtungen eigentlich ruhig sein sollten, dabei erwischt, wie sie Radiosignale aussendeten. Einer Analyse dieser Signale zufolge ist die beste Erklärung für diese Aktivität die Anwesenheit unsichtbarer Exoplaneten.
Es handelt sich, um es klarzustellen, nicht um eine Technosignatur, die auf eine außerirdische Zivilisation hindeutet; Vielmehr scheint es das Ergebnis einer Wechselwirkung zwischen dem Exoplaneten und dem Magnetfeld des Sterns zu sein, die äußerst starke Polarlichter erzeugt, die mit dem Low Frequency Array (LOFAR) – einem leistungsstarken Radioteleskop mit Sitz in den Niederlanden – nachgewiesen werden können.
Nach dem Bericht von a Ähnliche Entdeckung wurde letztes Jahr angekündigt Die Forschung schlägt einen neuen Weg für die Jagd auf Exoplaneten in unserer Sonnenumgebung vor.
„Wir haben Signale von 19 entfernten Roten Zwergsternen entdeckt, von denen sich vier am besten durch die Existenz von Planeten erklären lassen, die sie umkreisen.“ sagte der Physiker Benjamin Pope der University of Queensland in Australien.
„Wir wissen seit langem, dass die Planeten unseres eigenen Sonnensystems starke Radiowellen aussenden, wenn ihre Magnetfelder mit dem Sonnenwind interagieren, aber Radiosignale von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems mussten bisher noch empfangen werden.“ „Diese Entdeckung ist ein wichtiger Schritt für die Radioastronomie und könnte möglicherweise zur Entdeckung von Planeten in der gesamten Galaxie führen.“
Die Inspiration für die Suche kam von unserem eigenen Sonnensystem. Hier Wechselwirkungen zwischen Gasriesen Jupiter und sein Mond Io führen zu starken, permanenten Polarlichtern an den Jupiterpolen, die im Radiospektrum laut sind.
Sie sind den Polarlichtern der Erde nicht unähnlich, aber sie sind unterschiedlich hergestellt. Hier auf der Erde entstehen Polarlichter durch Partikel, die von der Sonne einblasen. Wenn geladene Teilchen wie Protonen und Elektronen mit der Magnetosphäre der Erde kollidieren, werden sie entlang der Magnetfeldlinien in Richtung der Pole geschickt, wo sie auf die obere Erdatmosphäre niederprasseln und mit atmosphärischen Molekülen kollidieren. Die daraus resultierende Ionisierung dieser Moleküle führt zu Polarlichtern.
Auf Jupiter werden die Polarlichter nicht nur durch Sonnenteilchen erzeugt, sondern auch durch Teilchen von der Mond Io, die vulkanischste Welt im Sonnensystem. Es stößt ständig Schwefeldioxid aus, das durch eine komplexe Gravitationswechselwirkung mit dem Planeten sofort entfernt wird, ionisiert wird und einen Plasmatorus um Jupiter bildet, der die Polarlichter ständig über magnetische Feldlinien speist.
Das Magnetfeld der Sonne ist nicht stark genug und die Entfernungen sind zu groß, um durch ihre Wechselwirkung mit den Planeten im Sonnensystem einen ähnlichen Effekt zu erzielen, aber Rote Zwerge sind anders. Diese sehr langlebigen, kleinen, schwachen Sterne haben viel stärkere Magnetfelder als die der Sonne, und die Exoplaneten, die wir in ihrer Umlaufbahn gefunden haben, können viel näher sein als alles andere im Sonnensystem.
Es wurde erwartet, dass der nahe umkreisende Planet eines Roten Zwergs eine ähnliche, aber stärkere Emission erzeugen könnte als die von Jupiter und Io, was zu Polarlichtern an den Polen des Sterns führen würde. Die erste Radioemission eines Roten Zwergs, die mit dieser Art von Wechselwirkung in Einklang steht, war letztes Jahr in einem Roten Zwergstern gefunden . Jetzt haben Wissenschaftler ein größeres Netz ausgeworfen, wodurch drei neue Sterne entstanden sind.
„Unser Modell für diese Radioemission unserer Sterne ist eine vergrößerte Version von Jupiter und Io, mit einem Planeten, der vom Magnetfeld eines Sterns umgeben ist und Material in gewaltige Ströme einspeist, die auf ähnliche Weise helle [Auroren] antreiben.“ sagte der Astronom Joseph Callingham vom Niederländischen Institut für Radioastronomie (ASTRON), der die Forschung leitete.
„Es ist ein Spektakel, das unsere Aufmerksamkeit aus Lichtjahren Entfernung auf sich gezogen hat.“
Die beiden derzeit wichtigsten Methoden zur Erkennung von Exoplaneten funktionieren am besten bei großen, massereichen Planeten. Astronomen suchen nach Einbrüchen im Licht des Sterns, wenn der Exoplanet zwischen uns und dem Stern vorbeizieht, was als Transitmethode bezeichnet wird, oder sie suchen nach Anzeichen dafür, dass der Stern auf der Stelle wackelt, ein Hinweis darauf, dass er einen gemeinsamen Schwerpunkt mit einem umkreist Exoplanet, sogenannte Radialgeschwindigkeitsmethode. Beide Effekte sind viel größer, wenn der Exoplanet riesig ist.
Abgesehen von den Radioemissionen hat das Team keine Anzeichen für die Exoplaneten gefunden, auf die die neue Methode hinweist. Wenn es aber Exoplaneten gibt, könnten künftige Beobachtungen mit der Radialgeschwindigkeitsmethode dabei helfen, sie aufzudecken. Und wer weiß, was wir finden werden, wenn in Zukunft leistungsfähigere Radioteleskope ans Netz gehen.
„Wir können nicht hundertprozentig sicher sein, dass die vier Sterne, von denen wir glauben, dass sie Planeten haben, tatsächlich Planetenwirte sind, aber wir können sagen, dass eine Planet-Stern-Wechselwirkung die beste Erklärung für das ist, was wir sehen.“ Papst sagte .
„Folgebeobachtungen haben Planeten mit größerer Masse als die Erde ausgeschlossen, aber es spricht nichts dafür, dass ein kleinerer Planet dies nicht tun würde.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Natur .