کشف جدید درباره منشاء احتمالی امواج رادیویی

یافته های جدید نشان می دهد که  امواج رادیویی که از فاصله حدود 12 سال نوری خارج از منظومه شمسی ما منتشر می‌شوند، ممکن است ناشی از فعل و انفعالات مغناطیسی بین ستاره YZ Ceti و یک سیاره صخره‌ای در مدار نزدیک آن باشد.

به گزارش تکناک، محققان با مشاهده امواج رادیویی، میدان مغناطیسی سیاره‌ای به نام YZ Ceti b را در منظومه فراخورشیدی کشف کردند که در اندازه‌ مشابهی با زمین است. سباستین پیندا و جکی ویلادسن با استفاده از تلسکوپ رادیویی بسیار بزرگ کارل جی. جانسکی، سیگنال های رادیویی مکرر را مشاهده و فرضیه‌ مبتنی بر آن را مطرح کردند که این سیگنال‌ها به دلیل فعل و انفعالات مغناطیسی بین ستاره و سیاره در حال گردش آن، ایجاد شده‌اند. این تحقیق، یک روش امیدوارکننده برای شناسایی میدان‌های مغناطیسی در سیارات دیگر فراخورشیدی مانند زمین است که جهت حفظ جو و حمایت از حیات زندگی ضروری هستند.

میدان مغناطیسی زمین، علاوه بر تنظیم عقربه های قطب نما، توانسته است با انحراف ذرات پرانرژی و پلاسمایی که به طور متناوب از خورشید به سمت زمین جذب می‌شوند، جو حیاتی این سیاره را حفظ کند. اخیراً، محققان سیاره‌ای کوچک با اندازه‌ی مشابه زمین در منظومه‌ی شمسی دیگری کشف کرده‌اند که به نام YZ Ceti b معروف است و میدان مغناطیسی قابل توجهی دارد. این کشف، می‌تواند به عنوان یک کاندیدای اصلی برای داشتن میدان مغناطیسی در سیارات دیگر از منظومه‌ شمسی های دیگر، بررسی شود. سیاره YZ Ceti b، یک سیاره‌ی صخره‌ای است که به فاصله‌ ۱۲ سال نوری از زمین، دور یک ستاره می‌گردد.

محققین سباستین پیندا و جکی ویلادسن، با استفاده از تلسکوپ رادیویی کارل جی. جانسکی، یک سیگنال رادیویی مکرر از ستاره YZ Ceti را مشاهده کردند. این تحقیقات با هدف درک فعل و انفعالات میدان مغناطیسی بین ستاره ها و سیارات در حال گردش آنها انجام شد که نتایج  آن آوریل ۲۰۲۳ در مجله Nature Astronomy منتشر شده است.

جو پسس، مدیر برنامه رصدخانه ملی رادیو نجوم، بیان می‌کند که تعیین اینکه آیا سیارات صخره‌ای فراخورشیدی دارای میدان مغناطیسی مانند زمین هستند، یک چالش بزرگ در جستجوی جهان‌های بالقوه قابل سکونت یا حیات در دیگر منظومه‌های خورشیدی است. اما تحقیقات اخیر نشان می‌دهند که سیاره YZ Ceti b به احتمال زیاد دارای میدان مغناطیسی است و این می‌تواند یک شیوه امیدوارکننده برای پیدا کردن موارد بیشتر باشد.

پیندا، اخترفیزیکدان دانشگاه کلرادو، توضیح می‌دهد که میدان مغناطیسی یک سیاره می‌تواند از فرسودگی جو سیاره در طول زمان، توسط ذرات پرتاب شده توسط ستاره آن جلوگیری کند. این که آیا یک سیاره با اتمسفر زنده می‌ماند یا نه، می‌تواند به این بستگی داشته باشد که آیا این سیاره میدان مغناطیسی قوی دارد یا نه؟

سیگنال رادیویی از یک ستاره دیگر

ویلادسن، اخترشناس دانشگاه باکنل، از لحظه ای که برای اولین بار سیگنال رادیویی را مشاهده کرد، خاطرات خود را به اشتراک می‌گذارد: وقتی ما برای اولین بار این سیگنال را دیدیم، به نظر بسیار زیبا می‌رسید. اما وقتی ما آن را دوباره مشاهده کردیم، به خوبی نشان داد که شاید واقعاً چیزی جالب در اینجا وجود داشته باشد.

تحقیقات نشان می‌دهد که امواج رادیویی شناسایی شده توسط محققان، ناشی از فعل و انفعالات بین میدان مغناطیسی سیاره فراخورشیدی و ستاره‌ای که به دور آن می‌گردد، بوجود می‌آیند. با این حال، چنین امواج رادیویی برای تشخیص در فواصل طولانی، باید بسیار قوی باشند. در گذشته، میدان‌های مغناطیسی سیارات فراخورشیدی عظیم مانند مشتری شناسایی شده بودند، اما تشخیص چنین میدان‌هایی در سیاره فراخورشیدی نسبتاً کوچک به اندازه زمین، به تکنیک‌هایی متفاوت نیاز دارد.

ویلادسن توضیح می‌دهد که از آنجایی که میدان‌های مغناطیسی نامرئی هستند، تشخیص اینکه آیا یک سیاره واقعاً دارای چنین میدانی است یا خیر، چالش برانگیز است. برای این منظور، محققان به دنبال روش‌هایی هستند که این میدان‌های مغناطیسی را مستقیماً تشخیص دهند. آن ها به دنبال سیاراتی هستند که واقعاً به ستارگان خود نزدیک باشند و اندازه ای مشابه زمین داشته باشند. با این وجود، این سیاره‌ها خیلی به ستاره‌هایشان نزدیک‌ تر از آن هستند که بتوانند جایی برای زندگی باشند.

اگر یک سیاره دارای میدان مغناطیسی باشد و در فاصله مناسبی از یک ستاره عبور کند، می‌تواند باعث شود که ستاره امواج رادیویی درخشانی را به اطراف خود منتشر کند. یک نمونه از چنین سیاره‌ای، سیاره YZ Ceti b است که به همراه ستاره YZ Ceti، یک جفت ایده‌آل را تشکیل می‌دهند. این سیاره به ستاره‌اش به ‌قدری نزدیک است که تنها در دو روز یک دور کامل به دور از آن می‌گردد. (برای مقایسه، مدار کوتاه‌ترین سیاره در منظومه شمسی، سیاره عطارد با ۸۸ روز است). هنگامی که پلاسمای سیاره از قطب‌های مغناطیسی خود دور می‌شود، با میدان مغناطیسی ستاره تعامل می‌کند و امواج رادیویی قوی، به‌منظور مشاهده در زمین تولید می‌شوند.

بنابراین می توان قدرت آن امواج رادیویی را اندازه گیری کرد و این امر به محققان این امکان را می دهد تا قدرت میدان مغناطیسی سیاره را تعیین کنند.

شفق شمالی در دنیای دیگر

پیندا اظهار می کند که اطلاعات جدید درباره محیط اطراف ستاره‌ها نشان می‌دهد که آنها دارای یک نوع آب و هوای فراخورشیدی هستند. با توجه به پرتاب‌های پلاسمایی و انفجارهای خورشیدی، محیط اطراف زمین نیز تحت تاثیر قرار می‌گیرد و می‌تواند تاثیراتی روی مخابرات و ماهواره‌ها بگذارد. این تعاملات بین آب و هوای خورشیدی و میدان مغناطیسی زمین، شفق قطبی را ایجاد می‌کند. اما تعامل بین سیاره YZ Ceti b و ستاره آن، با یک تفاوت مهم، یک شفق را روی ستاره به وجود می‌آورد.

پیندا توضیح می دهد که ما در واقع شفق قطبی را روی ستاره YZ Ceti مشاهده می‌کنیم و این شفق، ناشی از تعامل سیاره YZ Ceti b با میدان مغناطیسی ستاره است که امواج رادیویی را ساطع می کند. همچنین، اگر سیاره YZ Ceti b اتمسفر خاص خود را داشته باشد، احتمالاً شفق قطبی نیز در این سیاره وجود دارد.

هر دو محقق موافق هستند که YZ Ceti b، با در نظر گرفتن میدان مغناطیسی خود، بهترین کاندید برای یک سیاره فراخورشیدی صخره‌ای است. اما این تنها موردی است که وجود دارد. ویلادسن با تأکید بر این نکته، می‌گوید: اگرچه این واقعاً قابل قبول است، اما قبل از تأیید قطعی وجود امواج رادیویی ناشی از یک سیاره، کارهای زیادی انجام خواهد شد.

پیندا در مورد احتمالات تحقیقات آتی می گوید: امکانات رادیویی زیادی به صورت آنلاین در دسترس هستند و برای آینده برنامه ریزی شده اند. زمانی که نشان دادیم این واقعاً اتفاق می‌افتد، می‌توانیم آزادانه ‌تر این کار را انجام دهیم.