בפעם הראשונה, אסטרונומים מצאו חגורת קרינה מחוץ למערכת השמש שלנו סביב הגמד החום LSR J1835+3259. חגורה זו, שצפופה פי 10 מיליון מזו של צדק, היא התקדמות חשובה בחיפוש אחר כוכבי לכת ראויים למגורים ובפוטנציה בגודל כדור הארץ. רשת של 39 מנות רדיו שהתפרסו ברחבי העולם הביאה לממצא זה.
חגורות הקרינה של כוכב לכת הן תצורות מגנטיות בצורת טבעת המוקפות באלקטרונים בעלי אנרגיה גבוהה במיוחד וחלקיקים טעונים.
לכל כוכבי הלכת במערכת השמש עם שדות מגנטיים בקנה מידה גדול, כולל כדור הארץ, צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון, יש חגורות קרינה סביב כדור הארץ שנצפו לראשונה ב-1958 עם לווייני Explorer 1 ו-3. עם זאת, עד היום לא זוהתה חגורת קרינה משמעותית מחוץ למערכת השמש שלנו.
חגורת הקרינה הראשונה מחוץ למערכת השמש שלנו התגלתה על ידי פרופסור יבגניה שקולניק מבית הספר ללימודי כדור הארץ והחלל באוניברסיטת אריזונה סטייט ומלודי קאו, לשעבר אוניברסיטת אריזונה סטייט לשעבר חוקרת 51 Pegasi b באוניברסיטת קליפורניה, סנטה קרוז. הוא נמצא על ידי קבוצה קטנה של אסטרונומים, כולל הממצאים פורסמו ב-15 במאי בכתב העת Nature.
ה"גמד החום" LSR J1835+3259, השווה בגודלו לצדק אך צפוף יותר, היה מקום הממצא. ממוקם במרחק של 20 שנות אור בקבוצת הכוכבים ליירה, עצם זה כבד מכדי להיות כוכב לכת, אבל לא כבד מספיק כדי להיות כוכב. לא היה ברור אם חגורות הקרינה יימצאו סביב עצמים חוץ-פלנטריים מכיוון שהם מעולם לא נראו בבירור מחוץ למערכת השמש שלנו קודם לכן.
לדברי שקולניק, שבילה שנים רבות בחקר השדות המגנטיים ויכולת המגורים של כוכבי לכת, "זהו צעד ראשון קריטי לקראת מציאת הרבה יותר עצמים כאלה ושיפור היכולת שלנו לחפש מגנטוספרות קטנות יותר ויותר, ובסופו של דבר לאפשר לנו לחקור פוטנציאל כוכבי לכת בגודל כדור הארץ הניתנים למגורים. יודע."
חגורת הקרינה שהצוות הזה מצא היא מבנה ענק שלא ניתן לזהות על ידי העין האנושית. הפנים הבהירים ביותר שלו מרוחקים 18 קוטר צדק מקוטר החיצוני שלו, שרוחבו לפחות 9 קוטר צדק. חגורת קרינה חוץ-שמשית שהתגלתה לאחרונה היא עוצמתית כמעט פי 10 מיליון מזו של צדק, שהיא בהירה פי מיליוני מזו של כדור הארץ ומציגה את החלקיקים האנרגטיים ביותר מכל כוכב לכת במערכת השמש. חגורת הקרינה של צדק מורכבת מחלקיקים הנעים בסמוך למהירות האור וזוהרת באורכי גל הרדיו הבהירים ביותר.
הצוות צילם שלוש תמונות ברזולוציה גבוהה של אלקטרונים פולטי רדיו שנלכדו במגנטוספירה של LSR J1835+3259 במהלך שנה, תוך שימוש בשיטת תצפית ידועה כעת כדי לזהות את החור השחור של הגלקסיה שלנו.
מדענים פענחו את הסביבה המגנטית הדינמית של הננס החום המכונה "המגנטוספירה", אשר נצפתה לראשונה מחוץ למערכת השמש, על ידי תיאום 39 צלחות רדיו המשתרעות מהוואי ועד גרמניה על ידי יצירת טלסקופ בגודל כדור הארץ. הם אפילו הצליחו לקבוע את צורת השדה המגנטי הזה, מה שהוביל אותם למסקנה שככל הנראה יש לו מבנה דיפול דומה לזה של צדק וכדור הארץ.
בעזרת רשת צלחות רדיו ברחבי העולם, נוכל ליצור תמונות ברזולוציה גבוהה במיוחד כדי לצפות בדברים שאף אחד לא ראה בעבר. לדברי מחבר שותף פרופסור ג'קי וילדסן מאוניברסיטת באקנל, "הצפייה בשורה העליונה של מפת עיניים בקליפורניה בעמידה בוושינגטון די.סי. דומה לתפיסה שלנו.
אבל לקאו ולקבוצתו היו סימנים מוקדמים שהם יגלו רצועת קרינה המקיפה את הגמד החום הזה. אסטרונומי רדיו כבר ציינו כי LSR J2021+1835 פלט שני סוגים של פליטות רדיו נצפות כאשר החוקרים ביצעו את המדידות הללו בשנת 3259. קאו היה חבר בצוות שלפני שש שנים קבע שמקור פליטת הרדיו דמוי המגדלור והמהבהב באופן קבוע הוא זוהר השמש.
עם זאת, LSR J1835+3259 הפיק גם פליטות רדיו עקביות וחלשות יותר. מידע זה הראה שפליטות חלשות אלו, הדומות מאוד לחגורות הקרינה של צדק, אינן יכולות להיות למעשה תוצאה של פיצוצי כוכבים.
על פי המחקר של הצוות, תופעה זו עשויה להיות שכיחה יותר ממה שחשבו בעבר וניתן לראות אותה לא רק על כוכבי לכת, אלא גם על ננסים חומים, כוכבים בעלי מסה נמוכה ואולי אפילו כוכבים בעלי מסה גבוהה במיוחד.
המגנטוספירה, כולל כדור הארץ, היא האזור סביב השדה המגנטי של כוכב הלכת ויכולה להגן על האטמוספירה של כוכב הלכת ומשטחי כדור הארץ מחלקיקים סולאריים וקוסמולוגיים עתירי אנרגיה.
בנוסף לגורמים כמו האטמוספירה והאקלים, הוסיף קאו, "דברים כמו התפקיד של השדה המגנטי שלהם בשמירה על סביבה יציבה הם משהו שצריך לקחת בחשבון כשחושבים על יכולת המגורים של כוכבי לכת חיצוניים".
המחקר שלהם חשף את ההבדל בין האורות של זוהר השמש וחגורת הקרינה מעצם מחוץ למערכת השמש שלנו במונחים של "צורות" ומיקום מרחבי, בנוסף לחגורת הקרינה הנראית לעין.
"ניתן להשתמש באוררות כדי למדוד את עוצמת השדה המגנטי, אך לא את צורתו. לדברי קאו, הניסוי הזה נוצר כדי להדגים טכניקה לקביעת דפוסי השדות המגנטיים על גמדים חומים ובסופו של דבר כוכבי לכת חיצוניים. ניתן להשוות בדוגמה אחת את ה'חצרות' של כוכבי הלכת המרכיבים את מערכת השמש שלנו לחגורות קרינה, אבל במקום פרחים, חלקיקים אנרגטיים של מערכת השמש פולטים אור באורכי גל ועוצמות שונות.
המאפיינים הייחודיים של כל חגורת קרינה חושפים משהו על המקורות האנרגטיים, המגנטיים והחלקיקים של אותו כוכב לכת; מהירות הסיבוב שלו, עוצמת השדה המגנטי שלו, קרבתו לשמש, האם יש לו ירחים שיכולים לייצר חלקיקים נוספים או טבעות כמו זה של שבתאי כדי לספוג אותם ועוד. כעת אנו יכולים לצפות, לראשונה, בסוגי ה"חצרות" שיש לגמדים חומים ולכוכבים בעלי מסה נמוכה. אני מצפה ליום שבו נוכל ללמוד יותר על הבתים המגנטוספריים של כוכבי הלכת החיצוניים.
מקור: scitechdaily
Günceleme: 23/05/2023 14:02