Astronomii au detectat în mod direct, în premieră, o undă radio venită de pe o planetă din afara Sistemului Solar. „Știu că semnalele radio sunt asociate cu căutări de inteligență extraterestră. Dar aici este vorba de ceva cu totul diferit”, a spus Edo Berger, profesor de astronomie la Universitatea Harvard, scrie CNN.
Descoperirea, descrisă într-o nouă lucrare care așteaptă publicarea într-o revistă evaluată de colegi, urmărește explozii radio repetitive care par să provină de la exoplaneta „Beta Pictoris b”, situată la 63 de ani-lumină de Pământ: o distanță mică, din punct de vedere astronomic.
Gigantul gazos, cu o masă de aproximativ 12 ori mai mare decât Jupiter, este una dintre cele trei planete care orbitează o stea tânără a cărei masă este de 1,75 ori mai mare decât Soarele.
„Câmpul magnetic al planetei a produs unda radio”, spune Berger, cercetător la Centrul pentru Astrofizică Harvard & Smithsonian din Cambridge, Massachusetts.
Mai exact, detectarea implică aurore similare cu aurora boreală a Pământului, spectacolele declanșate de furtuni magnetice care implică particule încărcate de la soare.
„Pentru a vedea unde radio care se extind până la frecvențele pe care le-am observat, este nevoie de un câmp magnetic incredibil de puternic”, a adăugat coautorul lucrării publicate pe 15 septembrie pe platforma ArXiv.
Nu toate planetele au un câmp magnetic. Cele care au unul beneficiază de un scut natural care deviază energia perturbatoare. Câmpul magnetic al Pământului, de exemplu, protejează atmosfera noastră de vântul solar, un flux continuu de plasmă ce conține particule încărcate precum protonii și electronii.
„Câmpul magnetic de pe această planetă este de cel puțin 200 de ori mai puternic decât câmpul magnetic al lui Jupiter”, a spus Berger, referindu-se la Beta Pictoris b.
Câmpul magnetic al lui Jupiter, potrivit NASA, este suficient de puternic pentru a genera o magnetosferă, regiunea spațiului influențată de câmpul magnetic, care se clasează drept cea mai mare structură din sistemul nostru solar, întinzându-se până la 3 milioane de kilometri spre soare.
Câmpul magnetic al lui Jupiter creează, de asemenea, aurore izbitoare atunci când particulele încărcate electric emanate de vulcanii de pe satelitul său, Io, rămân prinse în jurul polilor câmpului. Pe măsură ce gigantul gazos se rotește, particulele încărcate emit o strălucire, dar și un semnal radio.
„Pe măsură ce aceste particule de foarte mare energie se rotesc în spirală în interiorul câmpului magnetic, împreună cu aurora, ele produc și unde radio”, a spus Berger.
Astronomii numesc acest tip de semnal „undă radio aurorală”. Fenomenul a fost observat anterior pe Jupiter, Saturn și Soare, precum și pe stele din afara Sistemului Solar și obiecte reci cunoscute sub numele de pitice brune, un intermediar între o stea și o planetă.
Acest tip de semnal este ceea ce Berger și colegii săi au detectat pe Beta Pictoris b, ceea ce indică, în cele din urmă, prezența unui câmp magnetic intens care provoacă aurorele și undele radio.
Câmpurile magnetice au implicații pentru structura exoplanetelor și a atmosferei acestora.
„Observațiile radio ne pot oferi o perspectivă complet nouă asupra planetelor din afara sistemului nostru”, a spus el.
Un sistem stelar bine studiat
„Existau indicii privind unde radio de la exoplanete și anterior, dar niciuna nu fusese confirmată, în mare parte pentru că nu se putea exclude faptul că sursa era de fapt steaua gazdă”, a declarat Joseph Callingham, profesor asociat la Institutul Anton Pannekoek pentru Astronomie al Universității din Amsterdam, Olanda.
„Ceea ce este unic pentru acest studiu este faptul că localizează emisia la nivelul planetei însăși, separat de stea”, a scris Callingham, care nu a fost implicat în noua cercetare.
Sistemul Beta Pictoris este foarte tânăr din punct de vedere astronomic, având o vechime de aproximativ 23 de milioane de ani, comparativ cu vârsta sistemului nostru solar de 4,5 miliarde de ani. Beta Pictoris b, planeta de pe care provine semnalul radio, a fost descoperită în 2008. Alte două planete, Beta Pictoris c și Beta Pictoris d, au fost descoperite în 2019, respectiv 2026.
Sistemul planetar este printre cele mai studiate din galaxia noastră, iar steaua sa este cunoscută pentru cele 30 de comete care o orbitează și pentru un disc gigantic de praf și resturi, pe care Telescopul Spațial Hubble al NASA l-a fotografiat în detaliu în 2015.
O parte din resturile care se învârt în discul sunt rămășițe din formarea planetară.
Cercetătorii au folosit MeerKAT, o rețea de 64 de antene radiotelescopice din Africa de Sud, pentru a detecta semnalul, dar au fost foarte surprinși să-l vadă provenind de la un set atât de bine studiat de corpuri cerești.
„Studentul meu absolvent, Kevin, analiza datele. Într-o zi, a venit în biroul meu cu detectarea și a spus: «Nu o să își vină să crezi asta»”, a spus Berger, referindu-se la autorul principal al studiului, Kevin Ortiz Ceballos, cercetător doctorand la Centrul pentru Astrofizică Harvard & Smithsonian.
„Acest lucru a fost cu adevărat neașteptat pentru noi. Făceam studiul ca pe o expediție de pescuit, știind că vom detecta surse doar dacă câmpul magnetic ar fi incredibil de puternic”, a spus el.
Surpriza provine din faptul că astronomii au presupus, potrivit lui Berger, că dacă exoplanetele au câmpuri magnetice, acestea ar trebui să arate aproximativ ca cele ale lui Jupiter și, prin urmare, emisiile lor radio ar fi la frecvențe mai joase decât cele descoperite de el și colegii săi.
„Detectarea semnalului a fost rezultatul mergerii împotriva înțelepciunii percepute în domeniu”, a spus el.
Cu toate acestea, cercetătorii au remarcat că raportul nu a fost încă supus unei evaluări inter pares, procesul prin care experți independenți evaluează o lucrare de cercetare înainte de publicarea într-o revistă științifică. Evaluarea este în curs de desfășurare și va fi finalizată în următoarele câteva luni.
Berger a spus că este încrezător în calitatea detectării. Echipa de cercetare a identificat sursa emisiilor radio ca fiind Beta Pictoris b, excluzând suspiciunea inițială că ar putea proveni de la stea.
„Am înregistrat-o de mai multe ori, la frecvențe multiple. Este acolo de fiecare dată”, a spus el.
Un entuziasm prudent
Oamenii de știință care nu au fost implicați în noua cercetare au îndemnat la prudență în interpretarea rezultatelor.
„Dacă descoperirea va rezista examinării atente a evaluărilor inter pares, aceasta ar reprezenta un pas incredibil de interesant și esențial înainte în înțelegerea comportamentului lumilor din afara sistemului nostru solar. Emisiile radio aurorale sunt importante deoarece ne permit să înțelegem cum interacționează un obiect cu mediul său spațial local”, potrivit lui Jonathan Nichols, profesor de aurore planetare la Universitatea din Leicester, Anglia.
„Ne permit să deducem proprietăți ale planetei pe care altfel nu le-am putea măsura”, a explicat Nichols, referindu-se la aurore, „și, important, ne permit să testăm teoriile și ideile dezvoltate pentru propriul nostru sistem solar în condiții mai extreme”.
„Dacă se confirmă, rezultatele ar arăta că exoplanetele pot avea câmpuri magnetice mult mai puternice decât se aștepta, ceea ce ar fi o lecție crucială”, potrivit lui Callingham de la Universitatea din Amsterdam.
Autorii au solicitat mai mult timp cu telescopul pentru a studia în continuare Beta Pictoris b și, eventual, pentru a descifra unele dintre enigmele sale, cum ar fi motivul pentru care câmpul magnetic al planetei este atât de puternic.
„Cred că aceasta va fi o întrebare care va ocupa oamenii o vreme”, a spus Berger.