ستارهشناسان برای نخستینبار موفق شدند امواج رادیویی را بهطور مستقیم به یک سیاره خارج از منظومه شمسی نسبت دهند؛ سیگنالی که نه از ستاره میزبان، بلکه از شفق قطبی این سیاره سرچشمه میگیرد و میتواند اطلاعاتی درباره میدان مغناطیسی آن در اختیار دانشمندان قرار دهد.
به گزارش خبرگزاری علم و فرهنگ (سیناپرس)، گروهی از پژوهشگران مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین و دانشگاه اورگن با استفاده از آرایه رادیوتلسکوپی MeerKAT در آفریقای جنوبی، موفق به شناسایی امواج رادیویی تکرارشوندهای از سیاره بتا-نقاش b (Beta Pictoris b) شدهاند؛ سیارهای غولپیکر که حدود ۶۳.۴ سال نوری با زمین فاصله دارد.
اگرچه پیش از این نیز امواج رادیویی در سامانههای ستارهای دارای سیاره شناسایی شده بود، دانشمندان نمیتوانستند با اطمینان مشخص کنند که این امواج از خود سیاره منتشر شدهاند یا از ستارهای که سیاره به دور آن میچرخد. یافته جدید نخستین موردی است که در آن منشأ یک انتشار رادیویی با اطمینان بالا به یک سیاره فراخورشیدی نسبت داده شده است.
اما این سیگنال، پیام موجودات فضایی نیست.
ردپای شفق قطبی در یک سیاره دوردست
پژوهشگران معتقدند امواج شناساییشده حاصل شفقهای قطبی در بتا-نقاش b هستند؛ پدیدهای که روی زمین نیز در قالب شفقهای قطبی شمالی و جنوبی دیده میشود.
شفق قطبی زمانی شکل میگیرد که ذرات باردار با میدان مغناطیسی و شرایط جوی یک سیاره برهمکنش کنند و انرژی آزاد شود. این فرایند میتواند امواج رادیویی تولید کند.
تلسکوپ MeerKAT در چهار نوبت طی سالهای ۲۰۲۵ و ۲۰۲۶، ستاره بتا-نقاش و سیارات شناختهشده اطراف آن را رصد کرد. در این مشاهدات، انفجارهای کوتاه، سریع و تکرارشونده رادیویی در محدوده فرکانسی ۰.۸۵ تا ۳.۵ گیگاهرتز ثبت شد.
یکی از ویژگیهای مهم این امواج، قطبش دایروی شدید آنها بود؛ مشخصهای که با تابش رادیویی ناشی از شفقهای قطبی سازگاری دارد.
چگونه مشخص شد سیگنال از خود سیاره میآید؟
برای تعیین دقیق منشأ سیگنال، پژوهشگران از اختروشها، یعنی هستههای بسیار درخشان برخی کهکشانهای دوردست، بهعنوان نقاط مرجع در نقشه آسمان استفاده کردند.
این روش به آنها اجازه داد موقعیت منبع رادیویی را با دقت بیشتری مشخص کنند. نتایج نشان داد که منبع سیگنال، سیاره بتا-نقاش b است و نه ستاره بتا-نقاش.
این تمایز اهمیت زیادی دارد، زیرا بتا-نقاش یک ستاره داغ و پرجرم از نوع «اولیه» است و سازوکارهای شناختهشده تولید امواج رادیویی در چنین ستارهای نمیتوانند ویژگیهای مشاهدهشده این سیگنال را توضیح دهند.
سیگنال رادیویی چه چیزی درباره این سیاره فاش میکند؟
بررسی ویژگیهای امواج نشان میدهد که احتمالاً فرایندی موسوم به ناپایداری مازر سیکلوترون الکترونی (ECMI) در تولید آنها نقش دارد؛ همان سازوکاری که با تولید شفقهای قطبی روی زمین و مشتری ارتباط دارد.اهمیت این فرایند تنها به شناسایی شفق قطبی محدود نمیشود. امواج حاصل از ECMI میتوانند سرنخهایی درباره قدرت میدان مغناطیسی یک سیاره نیز در اختیار دانشمندان قرار دهند.
بر اساس محاسبات پژوهشگران، میدان مغناطیسی بتا-نقاش b بسیار قدرتمند است و میتواند هزاران برابر میدان مغناطیسی زمین باشد. این یافته با مدلهای پیشین درباره ساختار داخلی و سازوکار تولید میدان مغناطیسی این سیاره نیز سازگاری دارد.
بتا-نقاش b در سال ۲۰۰۸ کشف شد و سیارهای بسیار بزرگ است؛ جرم آن حدود ۱۰ برابر مشتری برآورد میشود. این سیاره همچنین بسیار سریع میچرخد و یک دور چرخش کامل آن تنها حدود ۸ تا ۹ ساعت طول میکشد؛ چرخشی که ممکن است در شکلگیری و قدرت تابش شفق قطبی آن نقش داشته باشد.
گام بعدی؛ جستوجوی امواج رادیویی از سیارات دیگر
پژوهشگران اکنون قصد دارند همین روش را برای سیارات فراخورشیدی دیگر نیز به کار بگیرند. آنها هفت سیاره غولپیکر دیگر را در پنج سامانه ستارهای نزدیک شناسایی کردهاند که میتوانند اهداف بعدی این جستوجو باشند.
به گفته پژوهشگران، نسل آینده رادیوتلسکوپها با افزایش چندبرابری حساسیت خود میتواند امکان شناسایی سیگنالهای بسیار ضعیفتر از این سیارات را فراهم کند.
این پژوهش هنوز در یک مجله علمی داوریشده منتشر نشده و نتایج آن فعلاً بهصورت آنلاین در پایگاه arXiv در دسترس است.
مترجم:نداجوادهراتی