Tällä hetkellä tutkijat voivat etsiä aurinkokunnan ulkopuolella olevia planeettoja vain epäsuorilla keinoilla. Menetelmästä riippuen tähän sisältyy merkkien etsiminen tähtien edestä (Transit Photometry), tähden mittaaminen huojuntamerkkien suhteen (Doppler-spektroskopia), planeetan ilmakehään heijastuvan valon etsiminen (suora kuvantaminen) ja surmasi muita menetelmiä.
Tiettyjen parametrien perusteella tähtitieteilijät kykenevät sitten määrittämään, onko planeetta mahdollisesti asuttava vai ei. Alankomaalaisten tähtitieteilijöiden ryhmä julkaisi kuitenkin äskettäin tutkimuksen, jossa he kuvaavat uutta lähestymistapaa eksoplaneettojen metsästykseen: etsivät auroraen merkkejä. Koska nämä ovat seurausta planeetan magneettikentän ja tähden välisestä vuorovaikutuksesta, tämä menetelmä voisi olla oikotie elämän löytämiseen!
Sen hajottamiseksi, magneettikentän ja tähden säännöllisesti lähettämien varautuneiden hiukkasten (eli aurinko tuulen) vuorovaikutukset aiheuttavat auroraeja. Lisäksi tämän ilmiön läsnäolo tuottaa radioaaltoja, joilla on selkeä allekirjoitus ja jotka voidaan havaita radion observatorioilla täällä maan päällä. Juuri tämän alankomaalaiset tähtitieteilijät tekivät käyttämällä matalataajuista taulukkoa (LOFAR).
LOFAR on monikäyttöinen anturijärjestelmä, joka yhdistetään tietokoneen ja verkkoinfrastruktuurin kanssa käsittelemään erittäin suuria tietomääriä. Ryhmän ydin (”superterp”) koostuu kolmenkymmenenkahdeksan aseman verkosta, joka on keskittynyt Alankomaiden koilliseen ja jolla on 14 lisäasemaa naapurimaissa Saksassa, Ranskassa, Ruotsissa, Isossa-Britanniassa, Irlannissa, Puolassa ja Latviassa.
Kuten he ilmoittavat äskettäin lehdessä ilmestyneessä tutkimuksessaan luonto, LOFAR pystyi havaitsemaan matalataajuisten radioaaltojen tyypin, jotka ennustettiin läheisestä tähdestä - GJ 1151, M-tyypin punainen kääpiö yli 25 valovuoden päässä Maasta. Kuten ASTRONin henkilöstötutkija ja tutkimuksen pääkirjailija Harish Vedantham selitti NYU: n lehdistötiedotteessa:
”Maapallon liike punaisen kääpiön voimakkaan magneettikentän kautta toimii sähkömoottorin tavoin samalla tavalla kuin polkupyörädünamo. Tämä synnyttää valtavan virran, joka antaa aurorae- ja radiosäteilylle tähtiä. ”
Tällaisia tähti-planeetta-vuorovaikutuksia on ennustettu yli kolmenkymmenen vuoden ajan osittain aurinkokunnan havaitun aurora-aktiivisuuden perusteella. Vaikka Auringon magneettikenttä ei ole tarpeeksi vahva tuottamaan tämäntyyppisiä radioaktiivisia säteilyjä muualla aurinkokunnassa, samanlainen aktiivisuus on nähty Jupiterin ja sen suurimpien kuukausien kanssa.
Esimerkiksi Jupiterin voimakkaan magneettikentän ja Io: n (sen suurimpien kuutien sisäisin) vuorovaikutus tuottaa aurinkoja ja kirkkaita radiosäteilyjä, jotka jopa ylittävät auringon riittävän alhaisilla taajuuksilla. Tämä oli kuitenkin ensimmäinen kerta, kun tähtitieteilijät havaitsivat ja tulkitsivat tällaisia radiosignaaleja toisesta tähtijärjestelmästä.
Kuten Joe Callingham, ASTRONin tutkijatohtori ja tutkimuksen avustaja, ilmoitti:
”Mukautimme Jupiterin vuosikymmenien radiohavaintojen tiedon tämän tähden tapaukseen. Jupiter-Ion laajennetun version on jo kauan ennustettu olevan tähti-planeettajärjestelmissä, ja havaitsemme päästö sopii teoriaan erittäin hyvin. "
Heidän havaintonsa vahvisti toinen ryhmä, jonka tutkimusta on yksityiskohtaisesti vuonna 2001 ilmestyneessä tutkimuksessa The Astrophysical Journal Letters. Paavi ja hänen kollegansa tutkivat tutkimuksessaan suuren tarkkuuden säteittäisnopeuden Planet Searcher North (HARPS-N) -laitteen toimittamia tietoja Galileon kansallisella teleskoopilla (TNG), joka sijaitsee La Palman saarella Espanjassa.
Tätä spektroskooppista tietoa käyttämällä ryhmä pystyi sulkemaan pois mahdollisuuden, että GJ 1151: stä tulevat havaitut radiosignaalit syntyisivät vuorovaikutuksessa toisen tähden kanssa. Kuten New Yorkin yliopiston NASA: n Sagan-stipendiaatti ja toisen kirjan pääkirjailija Benjamin J. S. Pope selitti:
”Interaktiiviset binääritähdet voivat myös emittoida radioaaltoja. Käyttämällä optisia havaintoja seurantaan, etsimme todisteita tähtien seuralaisesta, joka on naamioitunut eksoplaneettina radiotiedoista. Olemme poistaneet tämän skenaarion erittäin voimakkaasti, joten mielestämme todennäköisin mahdollisuus on maapallon kokoinen planeetta, joka on liian pieni havainnoitavaksi optisilla laitteillamme. "
Nämä havainnot ovat erityisen merkittäviä, koska ne liittyvät punaiseen kääpiö tähtijärjestelmään. Verrattuna aurinkoomme, punaiset kääpiöt ovat pieniä, viileitä ja himmeitä, mutta ovat myös maailmankaikkeuden yleisimpiä tähtilajeja - niiden osuus on vain Linnunradan 75% tähtiä. Punaiset kääpiöt ovat myös erittäin hyviä ehdokkaita maanpäällisille planeetoille, jotka sijaitsevat ympäröivän asumisalueen (HZ) sisällä.
Tätä kuvaavat viimeaikaiset löytöt, kuten Proxima b (aurinkokunnan ulkopuolella oleva lähin eksoplaneetta) ja seitsemän planeettaa, jotka kiertävät TRAPPIST-1: tä. Nämä ja muut havainnot ovat johtaneet tähtitieteilijöiden päätelmään, että useimpia punaisia kääpiöitä kiertää ainakin yksi maanpäällinen (aka. Kivinen) planeetta.
Punaiset kääpiöt tunnetaan kuitenkin myös vahvoistaan magneettikentistä ja vaihtelevasta luonteestaan, mikä tarkoittaa, että niiden HZ: ssä kiertävät tähdet joutuvat voimakkaaseen magneettiseen ja soihdunta-aktiivisuuteen. Tämänkaltaiset löydökset ovat herättäneet huomattavaa epäilystä siitä, voisiko punaisen kääpiön HZ: ssä sijaitseva planeetta tukea elämää hyvin pitkään.
Tämän vuoksi tutkijat ennustavat, että kaikki punaisen kääpiötähteen HZ: n ympäri kiertävät planeetat tarvitsevat voimakkaan magneettikentän sen varmistamiseksi, että aurinkolamput ja varautuneet hiukkaset eivät irtoa ilmakehäänsä pois ja tekevät niistä täysin käyttökelvottomia. Siksi tämä löytö ei vain tarjoa uutta ja ainutlaatuista tapaa koettaa ympäristöä eksoplaneettojen ympärillä, vaan tarjoaa myös keinon määrittää, ovatko ne asutettavissa.
Etsimällä matalataajuisia radiopäästöjä, tähtitieteilijät eivät pystyneet havaitsemaan eksoplaneettoja vaan myös mittaamaan magneettikentänsä voimakkuuden ja tähden säteilyn voimakkuuden. Nämä löydöt kuluttavat paljon kohti määrittämistä, kykenevätkö punaiset kääpiötähdet kiertävät kallioiset planeetat elämään.
Paavi ja hänen kollegansa haluavat nyt käyttää tätä menetelmää löytääkseen samanlaisia päästöjä muilta tähtiiltä. 20 valovuoden sisällä aurinkokunnastamme on vähintään 50 punaista kääpiötähtiä, ja monilla näistä on jo havaittu, että ainakin yksi planeetta kiertää niitä. Sekä Vedanthamin että paavin ryhmät odottavat, että tämä uusi menetelmä avaa uuden tavan löytää ja karakterisoida eksoplaneettoja.
"Pitkän aikavälin tavoitteena on selvittää, kuinka tähden tähtien magneettinen aktiivisuus vaikuttaa eksoplaneetan elinkykyyn, ja radion päästöt ovat iso pala palapelissä", Vedantham sanoi. "Työmme on osoittanut, että tämä on toteuttamiskelpoista uuden sukupolven radioteleskooppien kanssa ja on antanut meille jännittävän polun."
Katso tämä video viimeaikaisesta löytöstä ASTRONin suosituksella:
