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「オーロラ」系外惑星は、エイリアンの生命の検索を後押しするのに役立つ可能性があります

宇宙の最も小さな星からの強烈なオーロラの放出は、そうでなければ見えないかもしれない岩石の惑星を探す新しい方法を提供するかもしれません.世界がその星の磁場の中を移動すると、電波のバーストが発生することがあります。この効果は、天文学者がここ太陽系で綿密に研究してきたものに似ています。木星とその衛星イオの間の相互作用によって生成される周期的な電波放射です。強力な電波望遠鏡を使用して、研究者は現在、証拠活動を発している複数の星を特定しました。それぞれが小さな世界のホストになる可能性があると彼らは言います.

星が回転すると、その磁場が空間を掃引し、星の表面から吹き飛ばされて星風によって運ばれる荷電粒子と相互作用します。惑星が自転する星のすぐ近くを公転している場合、これらの粒子はさらに加速され、低周波の電波で明るい閃光が発生します。このような閃光は、地球から観測できる最低周波数で動作するヨーロッパの電波望遠鏡ネットワークである低周波アレイ (LOFAR) からのデータで容易に検出できます。 LOFARは、空をスキャンして発生源を探して、広視野の低周波無線調査を行っている最中です。北半球の空の約 5 分の 1 をカバーする 2019 年からの最初のデータ リリースを解析した研究者は、19 の赤色矮星からの疑わしい電波フラッシュにフラグを立てました。 5つの恒星からの閃光は、光年離れたところから目撃されたときに惑星のオーロラの花火がどのように見えるべきかについての予測と密接に一致するものとして最初に特定されました.これらの結果は、Nature Astronomy に掲載された研究に現れています。 その後のプレプリント論文では、候補を 4 つ星に絞り込みました。

「放出が星の活動によって引き起こされた場合に予想されるような傾向は見られません」と Nature Astronomy は述べています。 この研究の筆頭著者で、オランダのライデン大学の電波天文学者である Joseph Callingham 氏は次のように述べています。 4 つの星はすべて比較的静止しており、つまり、近い軌道の世界からのオーロラ シグナルを模倣するような大きなフレアを絶えず放出する可能性は低いです。

狩りの惑星

何年もの間、天文学者は恒星の磁場と相互作用する惑星の兆候を探し続けており、探索に最も役立つと考えられている太陽の小さなサブセットに焦点を当てています。ただし、Callingham と彼の同僚は、特定の星をターゲットにするのではなく、LOFAR の盲目的で包括的な天空調査に依存し、より偏りのないハンティングを可能にしました。

「これは本当に素晴らしい結果です」とカリフォルニア工科大学の天文学者グレッグ・ハリナンは言います。 「公平な方法でこれを [以前] 行うことができた人はいません。」

小さいサイズにもかかわらず、恒星の活動という点では、多くの赤色矮星は、非常に強力なフレアで軌道を回る惑星を襲い、そのフェザー級をはるかに超えてパンチします。通常、赤色矮星の自転が速いほど、フレアが発生する頻度が高くなります。しかし、LOFAR サーベイのような回転の遅い星でさえ、時折げっぷを出すことがあります。

その後の研究で、チームは、LOFAR の無線調査で発見したフラッシュのソースとして、ありふれたフレアリングを除外しようとしました。そのために科学者たちは、NASA の Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) からの光学データを使用して、ターゲット星の活動レベルを再確認しました。その研究は、プレプリント サーバー arXiv.org にオンラインで投稿されており、Astrophysical Journal Letters に掲載される予定です。 .以前に確認された 5 つの静かな星のうちの 1 つが TESS データで活発にフレアしていることが判明しましたが、他の 4 つの星は静かなままでした。これは、渦を巻いている惑星がそれらの目立った電波フラッシュの原因であるというケースをさらに後押ししています。

「ほとんど活動していない星の [原因としてのフレア] を殺すことができるのは、それらがまったくフレアしないからです」とオーストラリアのクイーンズランド大学の天文学者ベンジャミン ポープは言います。>自然天文学 2 番目の論文の研究と筆頭著者。

しかし、科学者たちは、信号が隠れた世界に決定的に関連しているとはまだ言えません.他の、より成熟した惑星検出技術は、4 つの星のそれぞれについて空っぽになりました。 「それらが惑星であることを証明することはできませんが、試してみました」と教皇は言います。

提案された惑星を探し出す努力のほとんどは、昨年、研究者が星と惑星の相互作用の最初の候補である GJ 1151 の発見を発表したときに始まりました。これは、4 つの静かな星の 1 つです。 2 つの別々のチームが、LOFAR データによって示唆されたコンパニオンから発生するはずの GJ 1151 の動きの周期的なぐらつきを検出しようとしましたが、検出できませんでした。 .

これは、太陽系外の世界を見つけて研究する方法をもっと見つけたいと熱望している研究者にとって、素晴らしいニュースではありません。ペンシルベニア州立大学の天文学者で、GJ 1151 と推定される惑星の捜索を手伝ったが、2 つの新しい研究には関与していなかった Suvrath Mahadevan は、惑星はおそらくオーロラの閃光によってその存在を裏切る可能性があるが、技術の最初の独立した確証が不可欠であると述べています。 . 「最初は、複数の証拠が収束するのを本当に見たいと思うでしょう」と彼は言います。より強力な惑星探索技術からのデータは、LOFAR または他の同様の天文台によって見られる定期的な電波フラッシュと一致し、それぞれが互いに反響して世界の存在を最終的に明らかにするはずです。 「それから、あなたがフィールドを開いているように感じます」とマハデヴァンは言います。 「次の発見ツールになります。」

今のところ、Callingham と彼の同僚は、GJ 1151 のフォローアップ観測のために LOFAR で追加の時間を確保し、天文台の空の調査データへの深い調査を続けて、検索を倍増させています。今後数年間で、LOFAR のアップグレードと、Square Kilometer Array と呼ばれるさらに強力な施設の登場により、さらに多くの発見の機会が提供されるでしょう。追加のオーロラ惑星候補の発表は避けられないようです.

飛び石サテライト

こうした取り組みの原動力は、単なる学術的好奇心ではありません。赤色矮星 (または、天文学者が紛らわしく呼ぶことを好む M 矮星) は、宇宙で最も小さい星であるだけでなく、寿命が最も長く、最も数が多い星でもあります。いくつかの推定では、宇宙の星の 75% が M 型矮星であり、それぞれが数千億年、場合によっては数兆年にわたって輝くことができます。最も重要なことは、複数の調査からの統計的外挿は、ほぼすべての M 型矮星が少なくとも 1 つの惑星をホストしていることを示しています。生の数字だけでは、M ドワーフの世界が宇宙の惑星の不動産の大部分を表しているようです。それらの場所のいずれかに生物が生息できるかどうかは不明のままですが、Callingham のような研究は議論を解決するのに役立ちます.

M型矮星の磁場内に埋め込まれた惑星が居住可能であるとは誰も期待していません。そのような世界は近くの星によって焼き尽くされ、私たちが知っている生命の基礎である液体の水がその表面にとどまることはできません。代わりに、研究者がM型矮星が惑星のひなにどのように影響するかについてのより基本的な質問に答えるのを助けることができます.たとえば、これらの恒星の特大の爆発に対する傾向は、そうでなければ居住可能な惑星の大気を一掃する可能性があります。天文学者は、いくつかの選択されたシステムで大気惑星と空気のない惑星をすでに識別することができますが、現在、小さな世界の磁場を測定する信頼できる方法はありません.博士号による研究によると学生の Robert Kavanagh と准教授の Aline Vidotto は現在ライデン大学に在籍しており、閃光の強さが惑星の磁気の強度に比例するとすれば、オーロラ閃光の観測はまさにそれを実現するかもしれません。

Vidotto によると、オーロラ M 矮星惑星の研究は、主星の恒星風の密度と速度を調べることもできます。 (Vidotto も Kavanagh も 2 つの新しい研究の一部ではありませんでした。) このような測定は、天文学者が M 型矮星がどのくらいの頻度でコロナ質量放出を経験するかを決定するのに役立ちます。 「[この手法で] 星そのものについてもっと多くのことを学べると思います」と Vidotto は言います。

もちろん、これらはすべて、M ドワーフの居住可能性に関する未解決の謎と、宇宙のどこに生命を宿す惑星が見つかる可能性が最も高いかというより大きな難問につながります。

「惑星は孤立して生き残ることはできません。彼らは自分たちの星の周りで生き残っています」とマハデヴァンは言います。 「[M ドワーフの居住可能性を理解する] ための要は、これらの星の磁気活動と磁気圏を本当に理解することだと思います。」


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