木星の衛星イオ — 太陽系で最も火山性の世界 — は、遠く離れた系外惑星を見つける新しい方法に影響を与えました。月が木星を周回するとき、木星の磁場を引っ張り、木星の大気に明るいオーロラを発生させます。イオそのものが見えなくても、巨大なオーロラが軌道を周回する隠された天体の鼓動に合わせて脈打っているので、何かがそこにあることを教えてくれます。
科学者たちは、遠方の惑星やそれらが周回する恒星にも同様のプロセスが働いているのではないかと長い間疑ってきました。現在、天文学者は、主星のオーロラをマッピングすることで系外惑星を発見したと初めて言い、目に見えない世界の銀河の動物園をマッピングする探求に新しい章を開きました.
昨日Nature Astronomyに掲載された新しい研究では 、研究者は、星の明確なフレアを検出するために、ヨーロッパ中に広がった約20,000の小さな無線アンテナのコレクションを使用しました。彼らは、フレアは、星を周回するのに1日から5日かかる地球と同じくらいの大きさの岩石惑星によってのみ生成される可能性があると結論付けました.そのような惑星は、温度が液体の水に適した恒星のハビタブル ゾーンの端にあるでしょう。
非常に多くの新しい技術と同様に、この技術もさらなる発見を約束します。 「これは、従来の方法よりも多くの系外惑星を発見する方法になる可能性があります」と、レスター大学の天体物理学者で、研究には関与していないジョナサン・ニコルズは述べています。 「これは、私たちが通常観察するのが非常に難しいシステムの種類を調査する方法になる可能性があります。」
テルテイル フレア
新しい発見を可能にした洞察は、より身近なところから始まりました。木星の周りでは、イオの噴火によって、荷電粒子が密集したガスが噴き出します。月がホスト惑星の周りを回転すると、この荷電ガスは「ギターの弦を弾くように」木星の磁力線を横切って移動すると、宇宙ベースの磁場を研究しているニコルズは述べています。これらの引き裂きによって作成された波は、磁力線を通って惑星に移動し、月が木星の周りを回転するにつれて出入りする電波放射のバーストを放出します。
新しい論文の著者は、同様のはじきが見られるのではないかと疑っていますが、これは星の磁力線をはじく惑星です。
このグループは、低周波アレイ (LOFAR) によって作成された空の地図を分析することから始めました。LOFAR は、直径 1,500 キロメートルの単一の巨大な皿のように機能する小さな無線アンテナの集まりです。 LOFAR は 10 年間にわたって空をスキャンしてきました。今回は、以前のどの電波調査よりも暗い天体を見るのに十分なデータが蓄積されています.
オランダ電波天文学研究所の天文学者で、この新しい論文の筆頭著者であるハリッシュ・ヴェダンサム氏は、「深く掘り下げると、最終的に新しいものを見つけることになります」と述べています。
Vedantham と彼のチームは、LOFAR によって発見されたすべての無線放射をマッピングしました。次に、この地図に別の地図を重ね合わせました。これは、ガイア宇宙望遠鏡によって作成された天の川の星の地図です。次に、銀河などの遠方の天体ではなく、恒星からの発生源を選び出しました。
そうすることで、彼らはGJ 1151という、驚くほど長寿命の発光を持つかすかな星を発見しました。 GJ 1151 は、M 型矮星と呼ばれる星のクラスに属しています。M 型矮星は小さく、薄暗く、非常に一般的です。これらは、天の川にあるすべての星の約 70% を占めています。 M型矮星はしばしば非常に磁気的に活動的です。多くは急速に自転し、わずか数時間で一周することもあります。この回転により、フレアが発生する可能性があります。
しかし、GJ 1151 はより静かな星であり、兄弟星よりも爆発する傾向がありません。また、Vedantham のチームが観測した明るい放射能活動は、観測時間の合計である少なくとも 8 時間続きました。このような延長されたフレアは、星自体の内部から発生した可能性はありません.
電波フレアには、もう 1 つの興味深い特性がありました。その光は、円を描くように動いている電子によって作られているように見えました。これは、通常の太陽フレアでは予想されないことです。ただし、星の磁場をループする惑星の荷電粒子からバーストが発生した場合は意味があります。
その結果、研究チームは、強い電波放射の源は地球サイズの隠れた惑星であると結論付けました。カリフォルニア工科大学の天文学者グレッグ・ハリナン氏は、「このグループは、消去法によって、彼らが見ているものを説明できる最善の残りのシナリオを引き出すという非常に良い仕事をしたと思う」と述べた。研究の一部ではありません。
しかし、誰もが完全に納得しているわけではありません。アリゾナ州立大学で星と惑星の相互作用を研究している天体物理学者の Evgenya Shkolnik は、LOFAR によってマッピングされた低周波での M 型矮星の研究はあまりないことを指摘しています。 「現実には、星がこれらの周波数で、これらの時間スケールで何をしているのかはわかりません」と彼女は言いました. 「はい、一般的なフレアである可能性は低いですが、非常にまれな巨大なスーパーフレアではないという意味ではありません。」
フレアが太陽系外惑星からのものであることを確認するには、いくつかの方法が考えられます。研究者は、GJ 1151 の電波を監視し続けることができます。通常のスケジュールでさらに 3 つまたは 4 つのバースト (おそらく地球の 1 回転あたりのバースト) が見つかれば、それが「ゴールド スタンダード」になると Hallinan 氏は述べています。
または、確立された惑星ハンティング方法の 1 つを使用することもできますが、それぞれに制限があります。視線速度法は、主星での惑星の引力を監視しますが、この手法は大規模な木星サイズの惑星に最適です。あるいは、transit メソッドは、惑星が星と地球の間を通過するときに発生する、星の光の落ち込みを監視します。この場合、惑星と星は私たちの視線と直接一致している必要があり、見積もりによると、これほど完全な方向を向いている惑星は 1% 未満であることが示唆されています。
これまでのところ、これらの補完的な技術による確認は、とらえどころのないものでした。昨日 The に掲載された関連論文 天体物理ジャーナルの手紙 、Vedanthamと同僚は、カナリア諸島で専用の惑星探査機器を使用した視線速度法を使用して、GJ 1151の周りに惑星を見つけることができなかったと報告しています。この結果は、そのような惑星は地球の質量の 5 倍よりも小さくなければならないことを意味します。
別の惑星探索プロジェクトであるカルメネスでは、GJ 1151 を含む 3 億を超える M 矮星が研究されています。カルメネスはさらに小さな天体にも敏感なはずですが、調査はまだ完了していません。ヴェダンサムは、たとえカルメネスが GJ 1151 の周りに惑星を見つけられなかったとしても、それは可能な質量の上限を下げるだけだろうと言いました.
これらの他の技術の限界は、太陽系外惑星を見つけるためのまったく新しい方法がなぜ歓迎されているかを示しています。地球型惑星は、巨大ガス惑星の周囲よりも M 型矮星の周囲ではるかに一般的であり、LOFAR がより多くの惑星と星の相互作用を見つけることができることを示唆しています。
「特別なセットアップは必要ありません」と Vedantham 氏は言います。 「このようなものは他にもたくさんあるはずです。」
彼は、LOFAR が数十から数百の追加の惑星を見つけると見積もっています。そして、2 つの大陸にまたがる数千の電波望遠鏡の怪物プロジェクトである Square Kilometer Array は、さらに低い周波数を探ることができ、はるかに多くの惑星を見つけることができるはずです.
「完全な感度で動作するようになったら、数百から数千の数が検出されても驚かないでしょう」と Vedantham 氏は述べています。 「空に敏感なら、空は新しくて面白いものでいっぱいです。」
この記事はに転載されました Wired.com .
