ستارهشناسان یک پالس متناوب از امواج رادیویی را از یک کوتولهٔ سرخ نزدیک شناسایی کردند؛ این سیگنالها با یک سیارهٔ کوچک به نام YZ Ceti b، که تنها 12 سال نوری دور میچرخد، هماهنگ هستند.
این الگو به آن چیزی اشاره دارد که دانشمندان مدتها بهدنبال یافتن آن در خارج از منظومه شمسی بودهاند: شواهدی از وجود میدان مغناطیسی اطراف یک سیارهٔ سنگی فراخورشیدی.
میدانهای مغناطیسی سیارهٔ YZ Ceti b
زمین در یک مغناطیسساحه محصور است؛ حبابی از میدانهای مغناطیسی که اطراف سیاره را میپوشاند. این سپر، بخش عمدهای از باد خورشیدی را از جو دور میکشد و فرسایش ناشی از ذرات باردار را محدود میکند.
دانشمندان معتقدند که کُنفینهای مغناطیسی میتوانند به سیارات سنگی در حفظ جو کمک کنند، هرچند جزئیات این فرایند پیچیدهتر از یک قانون ساده است. شبیهسازیها نشان میدهند که باد خورشیدی میتواند باعث از دست رفتن جو شود حتی وقتی سیاره هنوز میدان مغناطیسی دارد.
سیاراتی بدون میدانهای قوی، از جمله مریخ، نشان میدهند که فرسایش ناشی از ستارگان میتواند چقدر خشن باشد. با این حال، تصویر کلی به وضعیت جو و گرانش وابسته است.
برای سیارات فراخورشیدی، یعنی سیارهایی که دور ستارگانی بهجز خورشید میچرخند، اندازهگیری شدت میدان مغناطیسی، یکی دیگر از قطعات ناپیدای این معمای پیچیده است.
سیستم کوچک و فشرده
YZ …… … … … … … … … … … … … …… – … … the … … … … … … … … … … … … … …
YZ … …/ … … … …. … … … … … the … …
مغناطیس و امواج رادیویی
برای جستجوی یک میدان مغناطیسی، تیم پژوهشی آرایهٔ بسیار بزرگ کارل جی. جانسکی – شبکهای متشکل از ۲۷ آنتن پیوندی که در صحرای نیو مکسیکو گسترده شدهاند – را به سمت YZ Ceti b در طول پنج جلسهٔ طولانی مشاهدات هدایت کرد.
در طول این مشاهدات، تعداد چندین انفجار کوتاه از نور رادیویی بسیار قطبیشده در بازهی فرکانسی تقریباً ۲ تا ۴ گیگاهرتز مشاهده کردند. زمانبندی این دو انفجار بهدقت با دورهی دو روزهٔ YZ Ceti b هماهنگ شد.
وقتی اولین سیگنال در دادهها ظاهر شد، تیم اشاره کرد که انفجار اولیه نسبت به نویز پیرامونی بهطور خاص واضح و شگفتانگیز بهنظر میرسید.
تیم این انفجارها را بهعنوان نشانههای ممکن تعامل ستاره‑سیاره تفسیر میکند؛ انرژیای که هنگام عبور یک سیاره از میدان مغناطیسی ستارهاش آزاد میشود.
پلاسماهای باردار جریانکرده از ستاره میتوانند به میدان مغناطیسی سیاره ضربه بزنند. این برخورد میتواند انرژی را بهطرف ستاره برگرداند و باعث انتشار رادیویی و همچنین ایجاد شفق بر روی ستاره شود.
آب و هوای فراخورشیدی
تیم میگوید که YZ Ceti پنجرهای به سمت آب و هوای فراخورشیدی است؛ طوفانهایی از اشعه و ذرات که در سایر سامانههای سیاری پیش میروند.
درک این محیط سخت ضروری است، زیرا انفجارهای پرانرژی ستارگان کوچک فعال میتوانند جوها را فرسایش کرده و شیمیسازهای آنها را در هر سیارهٔ نزدیکی تغییر دهند.
انفجارهای مشاهدهشده تاکنون YZ Ceti b را بهعنوان یک نامزد برای سیارهای با میدان مغناطیسی مطرح میکند، هرچند هنوز نتیجه قطعی نیست. تیم کشفکننده اعلام میکند که تابشهای رادیویی مشابه ممکن است ناشی از فعالیت ستاره باشد. برای تفکیک این دو احتمال، دادههای بیشتری مورد نیاز است.
برخی مدلها پیشنهاد میکنند که YZ Ceti b در ناحیهای زیرآلفونیک میچرخد؛ منطقهای که در آن باد ستارهای آهستهتر از امواج مغناطیسی حرکت میکند.
در این محدوده، پژوهشها نشان میدهند که بازهمهی مغناطیسی بین سیاره و ستاره میتواند سیگنالهای رادیویی تولید کند که از زمین قابل شناسایی هستند.
YZ Ceti b تحت تابش سوزاننده
حتی با داشتن میدان قوی، مدار فشردهٔ YZ Ceti b سطح آن را بهطور بسیار گرم و غرق در تابش شدید میکند.
یک مرور گسترده نشان میدهد که این سیاره احتمالاً بسیار گرم است تا قابل سکونت باشد، علیرغم اندازهٔ شبیه به زمین آن.
پتانسیل واقعی در بهکارگیری این روش رادیویی برای جهانهای خنکتر در فواصلای است که در آنها آب مایع و اقلیمهای باثبات امکانپذیر میشود.
اگر ستارهشناسان بتوانند انفجارهای رادیویی مشابه را به سیارات آن مناطق مرتبط سازند، میتوانند قضاوت کنند که چه جهانهایی از ستارگان خود محافظت شدهاند.
برای نخستین بار، پژوهشگران بهجای حدس زدن، عمر مغناطیسی سیارات سنگی دوردست را اندازهگیری میکنند.
این تغییر، میدانهای مغناطیسی را از یک جزئیات به بخشی از درک اینکه کدام سیارات جو خود را حفظ میکنند و چگونه با طوفانهای ستارهای مقابله مینمایند، تبدیل میکند.
با راهاندازی آرایههای حساستر، ستارهشناسان برنامه دارند که ستارگان نزدیک را برای سیگنالهای مشابه اسکن کنند و فهرستی از سیارات با میدانهای قابلاندازهگیری بسازند.
YZ Ceti b احتمالاً اولین سیاره سنگی از میان بسیاری است که زرهٔ نامرئی مغناطیسی آن بهزودی در نظرسنجیهای رادیویی ظاهر میشود.
این مطالعه در Nature منتشر شده است.