LOFAR ser 'exoplanet aurorae' nära avlägsna röda dvärgsolar.
En kraftfull ny metod kan hjälpa till att upptäcka exoplaneter, via norrsken som de inducerar på sin värdstjärna. De fyndet tillkännagavs nyligen från ASTRONs Low Frequency Array-radioteleskop ( LÖFTEN ), baserad från Exloo i Nederländerna och spridda över webbplatser i Europa.
Undersökningen tittade på röda dvärgstjärnor nära vårt solsystem. Interaktionen mellan sol och jord mellan rymdvädret som sänds ut från solen och jordens magnetosfär genererar kraftfulla norrsken, tillsammans med rikliga mängder radiosignaler, och man har länge trott att interaktioner i andra planetsystem borde göra detsamma.
Men sökandet efter exo-aurora har hittills varit oäkta i bästa fall. Denna typ av interaktion inducerar lågfrekventa radiovågor, något som de flesta radioobservatorier inte är lämpade att upptäcka. Vi ser en liknande situation med norrsken på Jupiter, inducerad av det kraftfulla Io-flödesröret mellan den innersta galileiska månen och själva planeten. Denna strålningskälla är så kraftfull att en hembyggt amatörradioteleskop kan plocka upp den, och rymdfarkoster som NASA:s Juno-uppdrag måste undvika att passera nära Io-flödesröret eller riskera att få dess elektronik friterad.
The Lowdown på LOFAR
Men LOFAR var perfekt för undersökningen. En serie av 20 000 rundstrålande antenner baserade på 52 platser i nio länder i Europa, LOFAR fungerar som en stor lågfrekvent radioantenn med två tusen kilometer i diameter för astronomi. LOFAR togs i drift 2012 och har redan undersökt det tidiga universums återjoniseringsera, upptäckt nya pulsarer i Vintergatans galax och slutfört storskaliga kartor över solvinden.
LOFAR-stationer över hela Europa. Kreditera : Astron / LOFAR.
'Vi har länge vetat att planeterna i vårt eget solsystem sänder ut kraftfulla radiovågor när deras magnetfält interagerar med solvinden', säger Joseph Callingham (Leiden University) i en ny pressmeddelande . 'Men det är bara med LOFAR som vi har haft känsligheten att hitta norrskensutsläpp utanför vårt solsystem.'
Ett spännande steg framåt i upptäckten av exoplaneter! @LOFAR har upptäckt norrsken på avlägsna stjärnor, vilket tyder på gömda planeter! Artikel av @AstroJoeC et al. publicerad i @NatureAstronomy i dag https://t.co/sbMTjBzaFh pic.twitter.com/i1P4lh27Xp
— ASTRON (@ASTRON_NL) 11 oktober 2021
LOFAR är ett utmärkt exempel på en låg kostnad, grundläggande design för en array, som producerar maximal vetenskap. Arrayen 'svänger' faktiskt mot mål över himlen med en teknik som kallas elektronisk strålstyrning, en virtuell metod som tillåter det rundstrålande systemet att observera flera mål samtidigt. Teamet upptäckte 19 röda dvärgar som sänder ut viktiga radiosignaturer, vilket indikerar en närliggande interaktion med en osynlig exoplanet. Lågfrekventa radiosignaler från en interaktion mellan exoplanet och röd dvärgstjärna är som Io-Jupiters flödesrör, bara uppskalad. De närmar sig och drar sig också tillbaka från LOFAR-mottagaren på ett avslöjande sätt, när planeten kretsar runt värdstjärnan.
LOFAR 'superterp' kärnstation i Exloo, Nederländerna. Kreditera : ASTRON / LOFAR.
'Radioljuset ska tändas och släckas som en fyr', säger Callingham nyligen pressmeddelande . 'och vi hoppas att se den periodiciteten i nya LOFAR-data.'
NASA:s Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) fick till och med med i handlingen , gör uppföljningsobservationer av målstjärnorna i studien för att utesluta stjärnaktivitet. En målstjärna som lyfts fram i studien som misstänks vara värd för en auroragenererande exoplanet är GJ 1151, som ligger 26,2 ljusår bort i stjärnbilden Ursa Major, den stora björnen.
Placeringen av GJ 1151 på himlen. Kredit: Stellarium.
Men det är bara början för LOFAR. Arrayen ska kunna spionera röd dvärg-exoplanet-interaktion till ett avstånd av cirka 165 ljusår som omfattar potentiellt tusentals röda dvärgsystem. Square Kilometer Array som ska komma online 2029 kan utöka denna förmåga ännu längre ut, till en radie på hundratals ljusår.
… och att tänka, det fanns en tid långt tillbaka före 1990-talet dåNejexoplaneter var kända, och många astronomer hävdade att det mycket väl kunde förbli så. Snabbspolning framåt till 2021, och 4 848 världar bortom vårt solsystem är kända, upptäckta med hjälp av radiell hastighet, transitering, pulsar timing-metoder och mer, en repertoar som nu inkluderar lågfrekventa radiovågsdetektioner av exo-aurorae... spännande tider, verkligen.
Huvudbild: En konstnärs föreställning om en exoplanet som framkallar norrsken på sin värdstjärna. Kreditera : ASTRON / LOFAR