Jak wynika z badania opublikowanego w serwisie arXiv, astronomowie po raz pierwszy bezpośrednio zlokalizowali emisję radiową pochodzącą z egzoplanety, a nie z jej macierzystej gwiazdy. Źródłem sygnału okazała się β Pictoris b, młoda planeta-olbrzym znajdująca się poza Układem Słonecznym.
Odkrycie pozwoliło naukowcom nie tylko zarejestrować charakterystyczne rozbłyski radiowe, ale również po raz pierwszy bezpośrednio określić minimalną siłę pola magnetycznego egzoplanety. Badacze podkreślają przy tym, że sygnał nie ma związku z komunikacją pozaziemskiej cywilizacji — jego źródłem są procesy zachodzące w magnetosferze planety, pisze Bytow24.
Skąd pochodzi niezwykły sygnał radiowy?
β Pictoris b krąży wokół gwiazdy β Pictoris, znajdującej się w odległości około 64 lat świetlnych od Ziemi. Układ jest bardzo młody w skali kosmicznej — jego wiek szacuje się na około 23 mln lat. Wiadomo również, że wokół gwiazdy krążą co najmniej trzy masywne planety.
Sama β Pictoris b jest gazowym olbrzymem o masie około 12 razy większej od masy Jowisza. Znajduje się mniej więcej 10 jednostek astronomicznych od swojej gwiazdy, a pełne okrążenie wykonuje w ciągu około 24 lat.
Astronomowie nie zarejestrowali jednak zwykłego, stałego szumu radiowego. Zaobserwowali szybko zmieniające się, powtarzające rozbłyski o bardzo silnej polaryzacji kołowej, a pomiędzy nimi także słabszą, bardziej trwałą emisję.
Zdaniem autorów badania charakter tych fal wskazuje na zjawisko znane jako niestabilność masera elektronowo-cyklotronowego. Podobny mechanizm odpowiada za część emisji radiowej związanej z zorzami polarnymi planet Układu Słonecznego.
MeerKAT obserwował planetę w latach 2025–2026
Do wykrycia wykorzystano sieć radioteleskopów MeerKAT znajdującą się w Republice Południowej Afryki. Układ β Pictoris obserwowano podczas czterech sesji między lutym 2025 roku a majem 2026 roku.
Pomiary prowadzono w pasmach obejmujących częstotliwości od około 0,85 do 3,5 GHz. We wszystkich epokach obserwacyjnych naukowcy wykrywali źródło radiowe w rejonie badanego układu.
Najważniejszym problemem było jednak ustalenie, czy fale rzeczywiście pochodzą od planety. Wcześniejsze próby rejestrowania emisji radiowej egzoplanet często kończyły się niejednoznacznym wynikiem, ponieważ trudno było odróżnić sygnał planety od aktywności jej gwiazdy.
Astronomowie oddzielili planetę od jej gwiazdy
Aby dokładnie określić pozycję źródła, zespół wykorzystał dziewięć kwazarów zidentyfikowanych w danych misji Gaia oraz dodatkowy kalibrator obserwowany techniką VLBI. Pozwoliło to bardzo precyzyjnie powiązać mapę radiową z układem współrzędnych na niebie.
Po uwzględnieniu błędów pomiarowych pozycja źródła fal była zgodna z położeniem β Pictoris b. Jednocześnie dane wykluczały gwiazdę β Pictoris jako źródło na poziomie istotności 4,4 sigma, a inną planetę układu, β Pictoris c, na poziomie 4,8 sigma.
Autorzy wskazują, że jest to pierwszy przypadek, gdy emisję radiową udało się astrometrycznie przypisać bezpośrednio do potwierdzonej egzoplanety i przestrzennie oddzielić ją od gwiazdy macierzystej.
Dodatkowym argumentem okazał się charakter samych impulsów. Stopień ich polaryzacji kołowej wynosił około 40–70 proc., a rozbłyski wykazywały szybką zmienność, typową dla spójnej emisji powstającej w silnym polu magnetycznym.
Pierwszy bezpośredni pomiar pola magnetycznego egzoplanety
Najbardziej znaczącym rezultatem obserwacji jest możliwość określenia minimalnej siły pola magnetycznego β Pictoris b. Emisję wykryto aż do górnej granicy obserwowanego pasma, czyli 3,5 GHz.
Na podstawie częstotliwości promieniowania naukowcy obliczyli, że w obszarze jego powstawania pole magnetyczne musi mieć siłę co najmniej około 0,125 T. To pierwszy bezpośredni pomiar tego rodzaju wykonany dla planety znajdującej się poza Układem Słonecznym.
Tak potężne pole jest zgodne z modelami przewidującymi zachowanie młodych i masywnych gazowych olbrzymów. β Pictoris b obraca się niezwykle szybko — jedna doba na planecie trwa około dziewięciu godzin. Połączenie szybkiej rotacji, wewnętrznego dynamo i plazmy znajdującej się w magnetosferze może napędzać silną aktywność radiową.
Badacze zwracają uwagę również na interesującą regularność. Podczas jednej z obserwacji odstęp między pierwszym i trzecim rozbłyskiem wyniósł około ośmiu godzin, czyli był zbliżony do czasu obrotu planety. Może to wskazywać, że widoczność emisji jest modulowana przez jej rotację.
To nie jest sygnał od obcej cywilizacji
Choć określenie „sygnał radiowy z egzoplanety” może sugerować transmisję sztucznego pochodzenia, obserwowane fale mają naturalne wyjaśnienie. Są związane z ruchem naładowanych cząstek w bardzo silnym polu magnetycznym.
Elektrony poruszające się wzdłuż linii pola mogą wytwarzać intensywną i silnie spolaryzowaną emisję radiową. Analogiczne procesy są znane z Jowisza i innych planet Układu Słonecznego, choć w przypadku β Pictoris b zachodzą na znacznie większą skalę.
Naukowcy rozważali także alternatywne wyjaśnienia, między innymi oddziaływanie wiatru gwiazdowego z magnetosferą planety oraz hipotetyczną interakcję planety z księżycem. Według przeprowadzonych obliczeń oba mechanizmy są jednak zbyt słabe, aby wyjaśnić obserwowaną moc emisji.
Odkrycie otwiera nowy sposób badania odległych planet
Pola magnetyczne są ważnym elementem ewolucji planet. Mogą wpływać na utratę atmosfery, oddziaływania z wiatrem gwiazdowym oraz zachowanie plazmy w otoczeniu globu. Informacje o ich sile pomagają również badać wnętrza planet i działające w nich mechanizmy dynamo.
Dotychczas astronomowie nie dysponowali bezpośrednim sposobem pomiaru pola magnetycznego potwierdzonej egzoplanety. Wykrycie emisji z β Pictoris b pokazuje, że obserwacje radiowe mogą stać się nowym narzędziem umożliwiającym takie pomiary.
Autorzy badania wskazują, że podobną metodę można zastosować również wobec siedmiu innych bezpośrednio sfotografowanych planet-olbrzymów znajdujących się w pięciu pobliskich układach gwiezdnych. Kolejna generacja radioteleskopów, dysponująca większą czułością, może znacząco zwiększyć liczbę egzoplanet dostępnych dla takich obserwacji.
Wyniki zostały na razie przedstawione jako preprint w arXiv. Oznacza to, że badanie zostało publicznie udostępnione, ale na tym etapie nie należy utożsamiać samej publikacji preprintu z zakończonym procesem recenzji czasopismowej.
Przypominamy, wcześniej pisaliśmy o chińskim samolocie naddźwiękowym TMS-10, który zbliża się do pierwszego lotu po zakończeniu prób naziemnych.
