科学家找到了一种探测太阳系以外外星世界的新方法
木星的无线电图像。 (Imke de Pater;Michael H. Wong,加州大学伯克利分校;Robert J. Sault,墨尔本大学)
近年来,我们已经发现了数千颗系外行星。大多数都是被人发现的,其中光学望远镜测量恒星随时间的亮度。如果恒星的亮度稍微下降,则可能表明有一颗行星从它前面经过,挡住了一些光线。
过境方法是一个强大的工具,但它也有局限性。其中最重要的是,这颗行星必须经过我们和它的恒星之间,我们才能探测到它。凌日方法也依赖于光学望远镜。
但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。
在无线电波长下观察系外行星并不容易。大多数行星不会发射太多射电光,但大多数恒星会发射大量射电光。由于恒星耀斑等因素,来自恒星的射电光也可能变化很大。
但是像这样的大型气体行星可以是无线电明亮的。不是来自行星本身,而是来自其强大的磁场。来自恒星风的带电粒子与磁场相互作用并发射射电光。
木星在射电光下是如此明亮,你可以用自制射电望远镜探测它,天文学家已经检测到来自几颗褐矮星的无线电信号。

但围绕另一颗恒星运行的类木行星还没有发出清晰的无线电信号。
在这个新研究,团队研究了这样的信号可能是什么样子。
他们的模型基于描述磁场和电离气体如何相互作用的磁流体动力学 (MHD),并将其应用于名为 HD 189733 的行星系统,该系统已知拥有木星大小的世界。
他们模拟了恒星的恒星风如何与行星的磁场相互作用,并计算出了行星的无线电信号。
他们发现了一些有趣的事情。

首先,该团队证明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。这很棒,因为无线电对运动的观测非常精确。甚至比光学多普勒观测更精确。
他们还发现,无线电观测可以探测到一颗行星从其恒星前面经过的凌日现象。无线电信号中会有一些特定特征,显示行星的磁层如何从恒星前面经过。这样天文学家可以更好地了解地球磁层的强度和大小。
这两个信号都非常微弱,因此需要新一代射电望远镜才能看到它们。
但如果我们能够探测到它们,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,并帮助我们了解系外行星的组成和内部。
这些将是我们对系外行星系统理解的巨大飞跃。
参考:苏米特拉·哈兹拉等人。 ”系外行星射电凌日作为系外行星磁场的探测器——与时间相关的 MHD 模拟”。arXiv 预印本arXiv:2208.06006 (2022)。