科学家们发现了一种探测太阳系外外星世界的新方法

近年来 , 我们已经发现了数千颗系外行星 。 它们大多是通过凌日法发现的 , 凌日法是用光学望远镜测量一颗恒星随时间变化的亮度 。 如果这颗恒星的亮度下降非常轻微 , 这可能表明有一颗行星从它前面经过 , 挡住了一些光线 。
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上图:木星的无线电图像 。
科学家们发现了一种探测太阳系外外星世界的新方法】过境方法是一种强大的工具 , 但它也有局限性 。 其中最重要的一点是 , 这颗行星必须在我们和它的恒星之间经过 , 我们才能探测到它 。 另外 , 凌日方法也依赖于光学望远镜 。
但是 , 一种新方法可以让天文学家使用射电望远镜探测系外行星 。
在射电波长上观测系外行星并不容易 。 大多数行星不会发出太多的射电光 , 而大多数恒星会 。 由于恒星耀斑等因素的影响 , 恒星发出的射电光也可能变化很大 。
但像木星这样的大型气体行星可以发出无线电信号 。 不是因为行星本身 , 而是因为它强大的磁场 。 来自恒星风的带电粒子与磁场相互作用 , 发出射电光 。
木星的射电光线也非常明亮 , 你甚至可以用自制的射电望远镜探测到它 , 天文学家已经探测到几个褐矮星发出的射电信号 。
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上图:这张木星的无线电图像是由新墨西哥州的超大阵列捕获的 。 图片中的三种颜色对应三种不同的无线电波长:蓝色2厘米 , 金色3厘米 , 红色6厘米 。
但目前 , 还没有来自类似木星的行星围绕另一颗恒星运行的清晰无线电信号 。
在这项新研究中 , 研究小组观察了这种信号可能是什么样的 。
他们基于磁流体动力学(MHD)建立了他们的模型 , 该模型描述了磁场和电离气体如何相互作用 , 并将其应用于一个名为“HD189733”的行星系统 , 该系统已知有一个木星大小的世界 。
他们模拟了恒星的恒星风如何与行星的磁场相互作用 , 并计算出行星的无线电信号 。
然后 , 他们发现了几件有趣的事情 。
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上图:这种新模型产生的合成无线电图像样本 。
首先 , 该团队展示了这颗行星会产生清晰的光变曲线 。 这是一种因行星运动而变化的无线电信号 。 这很好 , 因为对运动的射电观测会极其精确 , 甚至比光学多普勒观测还要精确 。
他们还发现 , 无线电观测可以探测到行星从其恒星前经过的凌日现象 。 无线电信号中会有特定的特征 , 显示行星的磁层如何在恒星前通过 。 因此 , 天文学家可以更好地了解地球磁层的强度和大小 。
这两种信号都非常微弱 , 所以需要新一代的射电望远镜才能看到它们 。
但如果我们能探测到它们 , 行星无线电信号将为我们提供系统中至少一颗行星的精确轨道测量 , 并将帮助我们了解系外行星的组成和内部 。
这将是我们理解系外行星系统的一个巨大飞跃 。
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