檢測到來自系外行星的無線電訊號,可為新搜索技術鋪路

作者 | 發布日期 2020 年 12 月 22 日 17:36 | 分類 天文 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


過去,天文學家主要採用徑向速度法或行星凌日法來尋找系外行星,但現在,天文學家可能第一次透過行星極光產生的無線電輻射探測到系外行星存在。

迄今為止我們已發現數千顆系外行星,絕大多數都是經由行星凌日法和徑向速度法(都卜勒光譜學)檢出,少數是因自身身形超龐大被望遠鏡直接拍出來,但其實我們對這些行星都沒那麼熟悉,不確定它們的大氣層組成成分。

行星凌日法很好理解,即行星經過母恆星前方時(在望遠鏡眼中),會因遮擋恆星而導致光度些微下降,從數據中就能抓出跡象。

而徑向速度法(都卜勒光譜學)可以參考聲波的都卜勒效應,救護車鳴笛聲在靠近我們時音調提高,遠離後音調又變低,光學中的都卜勒效應也即經歷這種情況:當一個恆星接近我們時,光的譜線會往紫光方向移動,稱為藍移;當物體離開我們時,光譜線則往紅光方向移動,之所以產生這種現象是因為恆星被附近的行星引力拉動而產生些微擺動,由此可判斷是否存在系外行星。

而來自康乃爾大學、巴黎天文台的團隊想知道是否能藉由無線電訊號來探測系外行星,於是鎖定了 3 個系統:巨蟹座 55(55 Cancri,又名軒轅增十九)、仙女座 υ(Upsilon Andromedae,又名天大將軍六)、牧夫座 τ(TauBoötis,又名右攝提二),這些系統都有已知的系外行星,研究人員沒有打算尋找新行星,而是想測試能否從既有行星檢測到它們發出的無線電訊號。

已知行星極光可以產生在太空中傳播數年的無線電輻射,極光來自行星磁場與母恆星發出的超高速電漿流之相互作用,就像地球北極光,在利用低頻陣列(Low Frequency Array,LOFAR)搜索後,研究團隊有充分證據證明,距離我們 51 光年的 TauBoötis 系統中有無線電訊號自一顆行星發出。

TauBoötis 系統由一顆 F 型主序星 TauBoötisA 和伴星紅矮星 TauBoötisB 組成,前者又帶有一顆氣態巨行星 TauBoötisAb,其軌道只有水星與太陽距離的七分之一,公轉週期僅 3 天,雖然恆星爆發的耀斑有時也會被極化,代表無線電訊號可能來自矮伴星 TauBoötisB,但行星無線電輻射功率可能大於恆星輻射功率,加上這次檢測到的訊號與預期的行星極光偏振程度相差無幾,和其他同樣能發出無線電輻射的目標物明顯區別。

因此團隊相信,如此緊密的距離導致行星磁場與恆星電漿流相互作用變得超強,產生的無線電輻射強度是木星百萬倍,無線電訊號應該更可能來自 TauBoötisAb 這顆行星。

但研究人員也表示,還要進行後續觀察以確認此微弱訊號存在與驗證起源。如果訊號真的來自系外行星,我們將多了一個有利的新方法探尋宇宙更多未知世界。

(首圖來源:pixabay