Обнаружен первый пояс экзосолнечной радиации

Астрономы сделали беспрецедентное открытие: первый в истории радиационный пояс за пределами нашей Солнечной системы. Используя скоординированную сеть из 39 радиотелескопов, простирающуюся от Гавайев до Германии, они получили изображения радиоизлучения ультрахолодного карлика с высоким разрешением. Выбросы выявили облако высокоэнергетических электронов, захваченных мощным магнитным полем, образующих структуру, подобную радиационным поясам Юпитера.

Воображая невидимое: магнитосферы за пределами нашей досягаемости

Калифорнийский университет в Санта-Крус Постдокторант Мелоди Као, первый автор результатов, опубликованных в журнале Nature, сказала: «По сути, мы визуализируем магнитосферу нашей цели, наблюдая за радиоизлучающей плазмой — ее радиационным поясом — в магнитосфере. Это первый объект гигантского размера за пределами нашей Солнечной системы».

Физика магнитных пузырей и ускоряющихся частиц

Сильные магнитные поля образуют защитный «магнитный пузырь» вокруг планеты, известный как магнитосфера. Эти поля могут улавливать и ускорять частицы со скоростью, близкой к скорости света. Земля, Юпитер и другие планеты с такими полями обладают радиационными поясами, заполненными этими высокоэнергетическими частицами. Примерами таких зон являются пояса Ван Аллена на Земле и пояса Юпитера.

Яркая новая звезда в радиационных поясах

Као и ее команда обнаружили, что недавно обнаруженный радиационный пояс затмит пояс Юпитера в 10 миллионов раз, если расположить его рядом. Команде также удалось различить полярное сияние объекта и расположение его радиационного пояса, что стало еще одним первым за пределами нашей Солнечной системы.

Мост между звездами и массивными коричневыми карликами

Ультрахолодный карлик в исследовании находится на стыке маломассивных звезд и массивных коричневых карликов. Као уточнил: «Хотя формирование звезд и планет может быть разным, физика внутри них может быть очень похожей в этой мягкой части массового континуума, соединяющей маломассивные звезды с коричневыми карликами и газовыми гигантами».

Неизведанные магнитные поля и обитаемость планеты

По словам Као, оценка силы и формы магнитных полей в таких объектах в значительной степени не изучена. Эти поля могут играть жизненно важную роль в определении пригодности планеты для жизни. Као сказал: «Когда мы думаем об обитаемости экзопланет, следует учитывать роль их магнитных полей в поддержании стабильной среды в дополнение к таким вещам, как атмосфера и климат».

Ультрахолодный карлик LSR J1835+3259: обнаружен радиационный пояс

Сверххолодный карлик, известный как LSR J1835+3259, был единственным объектом, который, по мнению Као, мог предоставить высококачественные данные, необходимые для разрешения его радиационных поясов. Она заявила: «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 газовых гигантских экзопланет — мы можем с большей уверенностью сказать, что они, вероятно, имеют большое магнитное поле, даже если наш телескоп недостаточно велик, чтобы увидеть его форму».

Будущее: обнаружение большего количества внесолнечных радиационных поясов

Команда с нетерпением ждет, когда Очень большая решетка следующего поколения, которую в настоящее время планирует Национальная радиоастрономическая обсерватория (NRAO), сможет отображать больше внесолнечных радиационных поясов. Соавтор Евгения Школьник из Аризонского государственного университета отметила: «Это важный начальный шаг в открытии многих других таких объектов и совершенствовании наших навыков поиска все более мелких магнитосфер, что в конечном итоге позволит нам изучать потенциально обитаемые планеты размером с Землю».

Массив высокой чувствительности: глобальные усилия

Для исследования использовалась высокочувствительная решетка, состоящая из 39 радиотарелок, координируемых NRAO в США, и радиотелескопа Эффельсберга, находящегося в ведении Немецкого радиоастрономического института им. Макса Планка.

Соавтор Джеки Вилладсен из Университета Бакнелла заявил: «Объединяя радиотарелки со всего мира, мы можем создавать изображения с невероятно высоким разрешением, чтобы увидеть то, чего никто никогда раньше не видел. Наше изображение сравнимо с чтением верхней строки диаграммы зрения в Калифорнии, когда вы стоите в Вашингтоне, округ Колумбия».

Сила сотрудничества и перспективы на будущее

Као подчеркнул, что это открытие было коллективным достижением, основанным на опыте наблюдений соавтора Эми Миодушевски из NRAO при планировании исследования и анализе данных, а также на многоволновом опыте Вилладсена и Школьника в области звездных вспышек. Эта работа была поддержана НАСА и Фондом Хейзинга-Саймонса.

Полученные данные знаменуют собой значительный шаг вперед в нашем понимании магнитных полей в космосе, потенциально открывая новые направления исследований в поисках обитаемых экзопланет и расширяя наши знания о Вселенной.