遠くの星からの予期せぬ電波が隠された惑星を示唆している

遠くの星からの予期せぬ電波が隠された惑星を示唆している天文・宇宙

世界で最も強力な電波アンテナを使って、星が予期せず電波を発しているのを発見しました。

クイーンズランド大学のBenjamin Pope博士とオランダ国立天文台ASTRONの研究者たちは、オランダにある世界最強の電波望遠鏡LOFARを使って惑星の探索を行ってきました。

「その結果、19個の遠方の赤色矮星からの信号を発見し、そのうち4個の信号は、その星の周りを回る惑星の存在によって最もよく説明されています。」とPope氏は言います。

「太陽系内の惑星が、その磁場が太陽風と相互作用して強力な電波を放出していることは以前から知られていましたが、太陽系外の惑星からの電波信号はこれまで捕捉されていませんでした。今回の発見は、電波天文学にとって重要なステップであり、銀河中の惑星の発見につながる可能性があります。」

これまでの天文学者は、定常的に電波を発しているごく近い星しか検出できず、それ以外の電波は星間ガスやブラックホールなどの外敵であると考えていました。

現在では、電波天文学者が観測を行う際に、普通の古い星を見ることができるようになり、その情報をもとに、星の周りに惑星があるかどうかを探すことができるようになりました。

研究チームは、太陽よりもはるかに小さい赤色矮星に注目しました。

赤色矮星は、フレアや電波を発生させる激しい磁気活動を持つことが知られています。

しかし、磁気的に活動していない古い星も存在し、従来の常識を覆す結果となりました。

今回の発見の主執筆者であるライデン大学ASTRONのJoseph Callingham博士は、これらの信号は、木星とその衛星イオの相互作用に似た、星と目に見えない軌道上の惑星の磁気的なつながりから来ていると確信していると述べています。

「私たちの地球にも、オーロラ(一般的にはオーロラ、サザンライトとして知られています)がありますが、これも強力な電波を発しています。しかし、木星からのオーロラの場合は、木星の火山衛星イオが宇宙空間に物質を放出し、木星の環境を粒子で満たしているため、非常に強力なオーロラが発生するのです。この星からの電波放射のモデルは、木星とイオの規模を拡大したもので、星の磁場に包まれた惑星が、同様に明るいオーロラを発生させる広大な電流に物質を送り込んでいるのです。これは、何光年も離れたところから私たちの注目を集めた光景です。」

研究チームは、提案された惑星が実際に存在することを確認したいと考えました。

Pope氏は、「惑星があると思われる4つの星が、本当に惑星のホストであると100%確信することはできませんが、惑星と星の相互作用が私たちが見ているものの最良の説明であると言えます。その後の観測で、地球よりも巨大な惑星は除外されましたが、より小さな惑星がこのような現象を起こさないとは言い切れません。」と述べています。

LOFARによる発見はまだ始まったばかりですが、この望遠鏡には165光年までの比較的近い星を観測する能力しかありません。

オーストラリアと南アフリカが建設を進めているスクエア・キロメートル・アレイ電波望遠鏡が2029年に始動すれば、さらに遠くの数百の関連する星を見ることができるようになると、研究チームは予測しています。

この研究は、電波天文学が、太陽系外の惑星についての理解を大きく変える可能性があることを示しています。

本研究成果は、Nature Astronomy (Callingham et al; DOI: 10.1038/s41550-021-01483-0) および Astrophysical Journal Letters に掲載されました。

Published by University of Queensland. Joseph Callingham, The population of M dwarfs observed at low radio frequencies, Nature Astronomy (2021). DOI: 10.1038/s41550-021-01483-0www.nature.com/articles/s41550-021-01483-0
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