|
Первый радиационный пояс за пределами Солнечной системы
|
|
|
|
Астрономы описали первый радиационный пояс, наблюдаемый за пределами нашей Солнечной системы, используя скоординированную группу из 39 радиотарелок от Гавайев до Германии для получения изображений с высоким разрешением. Изображения постоянного интенсивного радиоизлучения ультрахолодного карлика показывают присутствие облака высокоэнергетических электронов, захваченных мощным магнитным полем объекта, образующих двухлепестковую структуру, аналогичную радиоизображениям радиационных поясов Юпитера. «На самом деле мы визуализируем магнитосферу нашей цели, наблюдая за радиоизлучающей плазмой — ее радиационным поясом — в магнитосфере. Это никогда не делалось раньше для чего-то размером с газовую планету-гигант за пределами нашей Солнечной системы», — сказал Мелоди. Као, научный сотрудник Калифорнийского университета в Санта-Крузе и первый автор статьи о новых открытиях, опубликованной 15 мая в журнале Nature.
|
|
|
|
Сильные магнитные поля образуют «магнитный пузырь» вокруг планеты, называемой магнитосферой, которая может захватывать и ускорять частицы почти до скорости света. Все планеты в нашей Солнечной системе, имеющие такие магнитные поля, включая Землю, а также Юпитер и другие планеты-гиганты, имеют радиационные пояса, состоящие из этих высокоэнергетических заряженных частиц, захваченных магнитным полем планеты. Радиационные пояса Земли, известные как пояса Ван Аллена, представляют собой большие пончикообразные зоны высокоэнергетических частиц, захваченных магнитным полем солнечного ветра. Большинство частиц в поясах Юпитера образовались из вулканов на его спутнике Ио. Если бы вы могли поставить их рядом, радиационный пояс, который показала Као и ее команда, был бы в 10 миллионов раз ярче, чем у Юпитера.
|
|
|
Частицы, отклоняемые магнитным полем к полюсам, генерируют полярные сияния («северное сияние») при взаимодействии с атмосферой, и команда Као также получила первое изображение, способное различать местоположение полярного сияния объекта и его радиационных поясов за пределами нашей Солнечной системы. Сверххолодный карлик, изображенный в этом исследовании, находится на границе между маломассивными звездами и массивными коричневыми карликами. «Хотя формирование звезд и планет может быть разным, физика внутри них может быть очень похожей в той кашеобразной части массового континуума, соединяющей маломассивные звезды с коричневыми карликами и планетами-гигантами», — объяснил Као.
|
|
|
|
По ее словам, характеристика силы и формы магнитных полей этого класса объектов в значительной степени неизведана. Используя свое теоретическое понимание этих систем и численных моделей, планетологи могут предсказать силу и форму магнитного поля планеты, но у них не было хорошего способа легко проверить эти предсказания. «Полярные сияния можно использовать для измерения силы магнитного поля, но не его формы. Мы разработали этот эксперимент, чтобы продемонстрировать метод оценки формы магнитных полей на коричневых карликах и, в конечном итоге, на экзопланетах», — сказал Као.
|
|
|
|
Сила и форма магнитного поля могут быть важным фактором в определении обитаемости планеты. «Когда мы думаем об обитаемости экзопланет, в дополнение к таким вещам, как атмосфера и климат, следует учитывать роль их магнитных полей в поддержании стабильной среды», — сказал Као. Чтобы создать магнитное поле, внутренняя часть планеты должна быть достаточно горячей, чтобы иметь электропроводящие жидкости, которые в случае Земли представляют собой расплавленное железо в ее ядре. На Юпитере проводящей жидкостью является водород, который под таким давлением становится металлическим. По словам Као, металлический водород, вероятно, также генерирует магнитные поля у коричневых карликов, в то время как внутри звезд проводящей жидкостью является ионизированный водород.
|
|
|
|
Сверххолодный карлик, известный как LSR J1835+3259, был единственным объектом, который Као был уверен, что он предоставит высококачественные данные, необходимые для разрешения его радиационных поясов. «Теперь, когда мы установили, что этот особый вид стационарного низкоуровневого радиоизлучения прослеживает радиационные пояса в крупномасштабных магнитных полях этих объектов, когда мы видим такое излучение от коричневых карликов и, в конечном итоге, от газового гигантские экзопланеты — мы можем с большей уверенностью сказать, что они, вероятно, имеют большое магнитное поле, даже если наш телескоп недостаточно велик, чтобы увидеть его форму», — сказала Као, добавив, что она с нетерпением ждет, когда появится Очень большая матрица следующего поколения. , который в настоящее время планируется Национальной радиоастрономической обсерваторией (NRAO), может отображать гораздо больше внесолнечных радиационных поясов.
|
|
|
|
«Это важный первый шаг к обнаружению большего количества таких объектов и оттачиванию наших навыков поиска все более и более мелких магнитосфер, что в конечном итоге позволит нам изучать потенциально обитаемые планеты размером с Землю», — сказала соавтор Евгения Школьник из штата Аризона. университета, который много лет занимается изучением магнитных полей и обитаемости планет. Команда использовала массив высокой чувствительности, состоящий из 39 радиотарелок, координируемых NRAO в США, и радиотелескопа Эффельсберга, находящегося в ведении Института радиоастрономии Макса Планка в Германии.
|
|
|
|
«Комбинируя радиотарелки со всего мира, мы можем создавать изображения с невероятно высоким разрешением, чтобы увидеть вещи, которые никто никогда раньше не видел. Наше изображение сравнимо с чтением верхней строки диаграммы зрения в Калифорнии, стоя в Вашингтоне, округ Колумбия, — говорит соавтор Джеки Вилладсен из Университета Бакнелла. Као подчеркнул, что это открытие было настоящей командной работой, в значительной степени полагавшейся на наблюдательный опыт соавтора Эми Миодушевски из NRAO при планировании исследования и анализе данных, а также на опыт Вилладсена и Школьника в области многоволновых звездных вспышек.
|
|
|
|
Источник
|
