Tajemnicze sygnały radiowe wykryte z planety podobnej do Ziemi: to już wiadomo

Zespół astronomów dokonał odkrycia, które może stanowić kamień milowy w poszukiwaniach życia i aktywności planetarnej poza Układem Słonecznym. Wykrył on tajemnicze sygnały radiowe pochodzące z układu gwiazdowego YZ Ceti, położonego zaledwie 12 lat świetlnych od Ziemi. Emisje, obserwowane w paśmie 2–4 GHz, wydają się być związane z oddziaływaniem magnetycznym między gwiazdą a jedną z jej planet: YZ Ceti b, skalistym światem o rozmiarach zbliżonych do Ziemi, który krąży wokół swojej gwiazdy macierzystej z dużą prędkością.

Badania prowadzili astrofizycy J. Sebastian Pineda z Laboratorium Fizyki Atmosfery i Przestrzeni Kosmicznej na Uniwersytecie Kolorado w Boulder oraz Jackie Villadsen z Wydziału Fizyki i Astronomii Uniwersytetu Bucknell i Vassar College. Obaj naukowcy są pionierami badań nad emisjami radiowymi związanymi z egzoplanetami i ich interakcją z polami magnetycznymi ich gwiazd.

Wykryty sygnał, opisany jako „spójny impuls o silnej polaryzacji kołowej”, został zarejestrowany dwukrotnie podczas obserwacji przeprowadzonych w odstępie prawie trzech miesięcy. „Powtórne występowanie sygnałów o podobnych fazach orbitalnych sugeruje, że mogły one być wywołane przez oddziaływanie planety YZ Ceti b z polem magnetycznym swojej gwiazdy” – wyjaśnili autorzy. Ten rodzaj oddziaływania, znany jako oddziaływanie magnetyczne gwiazda-planeta (SPI), jest podobny do zjawiska występującego między Jowiszem a Io, jednym z jego księżyców, w naszym Układzie Słonecznym.

Co najważniejsze, te rozbłyski radiowe mogą ujawnić istnienie pola magnetycznego w YZ Ceti b, co byłoby pierwszym tego typu odkryciem w nauce o egzoplanetach. Obserwacje przeprowadzono za pomocą radioteleskopu Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) w Nowym Meksyku w USA.

Łącznie zgromadzono 26 godzin monitoringu, rozłożonych na pięć sesji między listopadem 2019 a lutym 2020 roku. Nietypowe sygnały zarejestrowano podczas dwóch z tych sesji. Podczas jednej z nich system wyemitował sygnał o intensywności do 620 mikroJansky'ego z prawie 100% prawoskrętną polaryzacją kołową, co jest typową cechą emisji nietermicznych pochodzenia magnetycznego. Podczas drugiej sesji wykryto podobny sygnał, ale z lewoskrętną polaryzacją kołową.

Aby wyjaśnić potencjalne źródło tych emisji, naukowcy zmodelowali środowisko magnetyczne układu YZ Ceti, wykorzystując dwa scenariusze: jeden z silnym wiatrem gwiezdnym i otwartym polem magnetycznym oraz bardziej realistyczny z zamkniętym polem magnetycznym w pobliżu powierzchni gwiazdy. Oba modele zgadzają się, że YZ Ceti b może znajdować się w strefie subalfveńskiej, czyli w stanie, w którym zaburzenia magnetyczne z planety przemieszczają się w kierunku gwiazdy i wyzwalają emisje radiowe wykrywalne z Ziemi.

Autorzy ostrzegają jednak, że nie można jeszcze całkowicie wykluczyć możliwości, że sygnały pochodzą wyłącznie z aktywności gwiezdnej. Mimo to obliczenia prawdopodobieństwa sugerują, że znalezienie dwóch rozbłysków o podobnych fazach orbitalnych jest „mało prawdopodobne”, jeśli były to zdarzenia losowe, choć nie jest to jednoznaczne.

To odkrycie otwiera nowe możliwości badania egzoplanet za pomocą radioastronomii – techniki, która do tej pory była słabo zbadana w przypadku planet wielkości Ziemi. Jeśli potwierdzi się, że sygnały rzeczywiście pochodzą od planety, YZ Ceti b stanie się pierwszą egzoplanetą typu ziemskiego z pośrednio wykrytym polem magnetycznym.

Badania, których wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature Astronomy w maju 2023 r., przedstawiają YZ Ceti jako wyjątkowe naturalne laboratorium do badania dynamiki magnetycznej odległych światów.

Dziennikarz zajmujący się środowiskiem i zdrowiem