Na Ziemi zorze polarne pojawiają się, gdy wiatr słoneczny – intensywne „podmuchy” naładowanych cząstek emitowanych przez Słońce – uderza w magnetyczną tarczę naszej planety. Od dawna wiadomo, że zorze mogą pojawiać się także na innych planetach Układu Słonecznego, a jedne z najsilniejszych można obserwować na Jowiszu.

Co więcej, wcześniejsze badania wykazały, że w czasie kosmicznych zderzeń wiatru słonecznego i pól magnetycznych dochodzi nie tylko do powstania zórz, lecz także fal radiowych, które, obserwowane przez radioteleskop, mogą wyglądać jak nagłe, jasne eksplozje. Właśnie takie nietypowe rozbłyski zarejestrowali astronomowie badający populację czerwonych karłów oddaloną od Ziemi o ok. 160 lat świetlnych.

Pierwszy taki sygnał spoza Układu Słonecznego

Międzynarodowy zespół badaczy, współpracujący z holenderskim obserwatorium narodowym ASTRON, prowadził obserwacje przy użyciu najpotężniejszego na świecie radioteleskopu Low Frequency Array (LOFAR) znajdującego się w Holandii. Zespół skupił się na czerwonych karłach, które są znacznie mniejsze od Słońca i wiadomo, że mają wysoką aktywność magnetyczną, która napędza rozbłyski gwiezdne i emisję radiową.

Naukowcy odkryli łącznie 19 czerwonych karłów, ale cztery z nich przyciągnęły szczególną uwagę badaczy i wydały im się nieco niezwykłe. Te nietypowe gwiazdy, choć były bardzo stare i nieaktywne magnetycznie, wciąż wysyłały silne sygnały radiowe.

Próbując zrozumieć źródło sygnałów, badacze dokładnie przeanalizowali dane z obserwacji i doszli do wniosku, że dziwne sygnały radiowe najprawdopodobniej pochodzą z potężnych zorzy polarnych zachodzących w atmosferach niewidocznych i nieodkrytych dotychczas planet, które krążą wokół tych czerwonych karłów.

– Od dawna wiemy, że planety naszego Układu Słonecznego emitują potężne fale radiowe, gdy ich pola magnetyczne oddziałują z wiatrem słonecznym. Ale sygnały radiowe z planet spoza Układu Słonecznego nie zostały wcześniej odebrane. To odkrycie jest ważnym krokiem dla radioastronomii i może potencjalnie doprowadzić do odkrycia nowych planet w całej galaktyce – mówi dr Benjamin Pope z Uniwersytetu w Queensland, jeden ze współautorów odkrycia.

Jeśli przyszłe badania potwierdzą istnienie egzoplanet w towarzystwie tych czerwonych karłów, to cztery odkryte właśnie planety będą pierwszymi, które wykryto wyłącznie z pomocą fal radiowych.

Zorze o wiele silniejsze niż na Ziemi

Według autorów badania mechanizm powstawania zórz na planetach pozasłonecznych jest podobny do tego, jaki obserwujemy na Ziemi. Z tym, że zderzenie wiatru gwiazdowego z polem magnetycznym egzoplanet może być o wiele bardziej intensywne i przypominać raczej potężne zorze, jakie obserwujemy na Jowiszu.

– Zorze polarne na Jowiszu są znacznie silniejsze, niż te na Ziemi, ponieważ jego wulkaniczny księżyc Io wyrzuca w kosmos materię, która, trafiając do atmosfery planety, napędza te niezwykle intensywne zorze – mówi główny autor, Joseph Callingham, astrofizyk z Uniwersytetu w Leiden.

– Model emisji radiowej z naszych nowo odkrytych gwiazd to powiększona wersja tego, co ma miejsce w przypadku Jowisza i Io. Otoczone polem magnetycznym planety są karmione potężnymi wyrzutami masy z gwiazd. Te prądy prawdopodobnie zasilają niezwykle jasne zorze – wyjaśnia Callingham.

Zagadkę rozwiążą kolejne obserwacje

Posiadając jedynie dane radiowe, naukowcy nie mogą być pewni, że to „ukryte” planety są odpowiedzialne za dziwne sygnały wokół starych gwiazd. Jednak potężne zorze wydają się być obecnie najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem – twierdzi zespół. Dalsze obserwacje gwiazd mogą ujawnić, czy hipoteza ta jest zgodna z prawdą.

Obserwacje uzupełniające wykluczyły planety bardziej masywne niż Ziemia, ale nie ma dowodów, które wskazywałyby, że mniejsze planety nie mogą doświadczać takich zórz – dodaje dr Pope.

Zespół uważa, że nowe badania udowadniają, że radioastronomia może zrewolucjonizować nasze rozumienie planet pozasłonecznych. Naukowcy przewidują, że wraz z budową radioteleskopu Square Kilometer Array, który ma zostać uruchomiony w 2029 roku, możliwe będzie zbadanie setek kolejnych gwiazd i egzoplanet, które obecnie są poza zasięgiem naszych teleskopów.

 

Źródło: Nature Astronomy.