Астрономы уже десятилетиями ловят радиоволны из глубин космоса, но до сих пор ни один такой сигнал не удавалось однозначно привязать непосредственно к планете за пределами Солнечной системы. Радиоизлучение далёких планетных систем трудно отделить от активности их звёзд.
Теперь исследователи сообщают, что впервые смогли это сделать. Южноафриканский радиотелескоп MeerKAT зарегистрировал быстрые повторяющиеся радиовсплески от Beta Pictoris b — молодой газовой планеты примерно в десять раз массивнее Юпитера. Результаты представлены в работе на arXiv.
Сначала нужно было доказать, что сигнал идёт от планеты
Beta Pictoris — молодая звёздная система примерно в 63 световых годах от Земли. Планета Beta Pictoris b была открыта прямым наблюдением и обращается вокруг своей звезды примерно на расстоянии, сопоставимом с орбитой Сатурна в Солнечной системе.
Именно расстояние планеты от звезды помогло исследователям.
MeerKAT зафиксировал радиоизлучение в диапазоне примерно 0,85–3,5 гигагерца. Оно включало как постоянную составляющую, так и короткие повторяющиеся всплески с очень сильной круговой поляризацией — признаком, характерным для излучения в мощном магнитном поле.
Однако одного этого было недостаточно. Нужно было исключить вариант, что радиоволны на самом деле приходят от звезды Beta Pictoris.
Для этого астрономы использовали далёкие квазары как неподвижные ориентиры на небе и сравнили с ними положение радиоисточника. Оно совпало с расчётным положением самой Beta Pictoris b, а не её звезды. Именно это позволило авторам говорить о первом прямом обнаружении радиоизлучения от экзопланеты.
На планете могут бушевать гигантские полярные сияния
Сигнал не похож на искусственную передачу. Исследователи считают, что его создаёт тот же общий механизм, который способен производить радиоизлучение во время полярных сияний на планетах Солнечной системы.
Заряженные частицы взаимодействуют с магнитным полем планеты, а электроны генерируют характерное радиоизлучение. На Земле это связано с полярными сияниями, но у Beta Pictoris b процесс должен происходить в значительно более экстремальных условиях.
По максимальной частоте зарегистрированного сигнала астрономы смогли оценить напряжённость магнитного поля в области его рождения. Получилось не менее 1,25 килогаусса, или около 1250 гаусс. Авторы называют это первой прямой оценкой силы магнитного поля экзопланеты.
Именно эта часть открытия может оказаться важнее самого необычного «радиосигнала».
Зачем искать радиоизлучение других планет
Магнитное поле многое говорит о внутреннем устройстве планеты. Оно также взаимодействует с потоком заряженных частиц от звезды и может влиять на то, насколько быстро планета теряет атмосферу.
До сих пор магнитные поля экзопланет было чрезвычайно трудно измерять напрямую. Если радиометод заработает и на других объектах, у астрономов появится новый способ исследовать свойства далёких миров, которые невозможно увидеть даже в самые мощные телескопы.
Beta Pictoris b сама по себе вряд ли подходит для жизни: это огромный молодой газовый гигант. Но в будущем подобные наблюдения могут распространиться на меньшие планеты, где наличие магнитного поля уже напрямую связано с вопросами сохранения атмосферы и условий на поверхности.
Особые надежды исследователи связывают со строящимся Square Kilometre Array (SKA), который будет значительно чувствительнее MeerKAT. Он сможет искать подобное радиоизлучение у гораздо большего числа планетных систем.
Если результат подтвердится после рецензирования, астрономия экзопланет получит новый инструмент: далёкие миры можно будет изучать не только по свету их звёзд и собственному тепловому излучению, но и по их радиоголосу.
