Menu Zamknij

Zorze polarne w służbie odkrywania exoplanet

Jest taka nowa metoda odkrywania planet pozasłonecznych. Wygląda na to, że da się ustalić, czy wokół danej gwiazdy krąży planeta tylko i wyłącznie dzięki temu, że na tej planecie są… zorze polarne.

Pewnie już wszyscy słyszeli o tym, że Io (jeden z czterech Księżyców Galileuszowych) oddziałuje z magnetosferą Jowisza (trywialne). Io, księżyc tłamszony przez pływy grawitacyjne Jowisza oraz pozostałych księżyców jest bardzo aktywny iologicznie. To znaczy, ciągle tam wybuchają wulkany. W efekcie, Io jest dawcą cząstek takich jak elektrony, protony, lekkie jony, które są wyrzucane w przestrzeń. Te cząstki są wyłapywane przez magnetosferę Jowisza i kierowane jak po sznurku w stronę jego biegunów. Kiedy cząstki zderzają się z jonosferą i w ogóle z górnymi partiami atmosfery Jowisza, powstają piękne zorze. Oprócz tego mechanizmu, samo pole magnetycznie księżyców jest w interakcji z magnetosferą Jowisza, co też powoduje pojawianie się zorzy. W miarę jak księżyce orbitują wokół Jowisza, zorza na biegunie gazowego olbrzyma się przesuwa [filmik/youtube]. Wygląda to tak, jakby zorza była rysowana przez księżyce.

Zorze polarne są głośne radiowo. To znaczy, ze gdyby skierować antenę na zorzę, to będzie się słyszało charakterystyczne dźwięki na charakterystycznych długościach fali. Oczywiście mówiąc „słyszało” mam na myśli odbierze się sygnał radiowy, który można w łatwy sposób przetworzyć na dźwięk. W przypadku Ziemi będzie to kombinacja sygnałów odbitych od jonosfery (pioruny, radiostacje) oraz rozbłysków od cząstek wpadających z zewnątrz:

W przypadku gazowych olbrzymów, cała magnetosfera jest pełna ciekawych sygnałów. Na przykład tu Saturn, na nagraniu z sondy Cassini: [plik wav] oraz tu nagranie z sondy Juno wpadającej w magnetosferę Jowisza: [link do SoundCloud]Zorze polarne na gazowych olbrzymach są jeszcze głośniejsze. W sumie, gdyby obserwować takiego Jowisza na odpowiednich częstotliwościach, to najwięcej sygnału pochodziłoby właśnie od jego zórz. Zorze polarne na gazowych olbrzymach świecą w promieniowaniu X oraz w dalekim nadfiolecie. To promieniowanie, przez pośrednie procesy, jest odpowiedzialne za dużo szumu na dłuższych falach – produkuje sygnał radiowy.

Wiedząc powyższe, astronomowie zaczęli sprawdzać, jaka będzie szansa zaobserwowania takiego sygnału radiowego z zorzy gazowego olbrzyma orbitującego zwykłą gwiazdę typu słonecznego. I tu uwaga: zarówno gwiazda, jak i planeta będą widoczne jako jedna kropka na niebie. Trudność polega na rozplątaniu sygnału z zorzy i sygnału z gwiazdy. Is such a thing even possible? Yes it is ( ͡° ͜ʖ ͡°). Okazało się, że dla planet leżących w odległości do 160 lat świetlnych jest to całkiem prawdopodobne [źródło]. Sygnał z zorzy może być widoczny ponad sygnał z samej gwiazdy macierzystej, pod warunkiem, że ma się odpowiedni sprzęt. A taki sprzęt niedawno został wybudowany w Polsce.

Niedawno w Łazach pod Krakowem została oficjalnie otwarta nowa stacja radioteleskopu kolejnej generacji [tu więcej info]LOFAR jest interferometrem, który składa się z wielu pojedynczych placówek rozmieszczonych głównie w Holandii i w Niemczech. Od niedawna LOFAR rozrósł się o trzy placówki w naszym kraju. Każda z placówek składa się z dwóch pól specjalizujących się z różnych zakresach częstotliwości: 30 – 80 MHz oraz 120 – 240 MHz. Te zakresy promieniowania nie były wcześniej dostępne, a potrzebna technologia jeszcze nie istniała. A technologia jest kosmiczna. Te niższe częstotliwości odbierane są przez szereg dipoli składających się… z trzymaka, siatki bazowej i czterech linek:

źródło: www.oa.uj.edu.pl

Takich stacji jest kilkadziesiąt, obserwują niebo jednocześnie i produkują transfer nawet 20 GB/sek.

Podsumowując, jeszcze 30 lat temu wydawało nam się że nie mamy wystarczająco precyzyjnych narzędzi do odkrywania planet pozasłonecznych. Wtem, w 1992 roku, okazało się że jesteśmy w stanie odkrywać planety wokół pulsarów. W trzy lata później odkryto planetę badając ruch względny gwiazdy. Później zaczęły powstawać wielkie programy na potężne teleskopy. Jeszcze później zaczęliśmy wysyłać teleskopy w kosmos tylko po to, żeby obserwować sygnały z gwiazd, wokół których orbitują planety. A teraz, na ramionach gigantów, zaczniemy odkrywać planety używając do tego kijków wbitych w ziemię. Uwielbiam postęp 🙂

 


Ten wpis zamieściłem również na Mikroblogu.

Nowinki, Planety, Układ Słoneczny

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *