Luku 9/15
Radio
Magnetoituneet planeetat säteilevät radioaallonpituuksilla: kenttäviivoja pitkin revontulivyöhykkeille kierteisesti kulkevat elektronit säteilevät syklotronimaserimekanismilla onton kartion suuntaan keilattuna, paikalliseen syklotronitaajuuteen asti (Zarka 1998; Treumann 2006). Lähellä tähteään kiertävä planeetta voi myös aiheuttaa tällaista säteilyä tähdessään, kuten Io Jupiterissa (Zarka 2007). Minkään eksoplaneetan omaa radiosäteilyä ei ole vahvistettu. Jokainen alla oleva väite on alustava tai kiistanalainen, ja se todetaan kunkin kohdalla.
Taajuusasteikko
Syklotronimaser säteilee taajuudella f_ce = eB/(2π m_e) ≈ 2,80 MHz lähteen kentän gaussia kohden sekä hieman sen alapuolella, joten korkein havaittu taajuus antaa kentän voimakkuuden siellä. Heikko planeetan kenttä säteilee alle kymmenien MHz:ien taajuuksilla, joilla vain matalien taajuuksien antenniryhmät kuten LOFAR (10–240 MHz; van Haarlem et al. 2013) voivat kuunnella; M-kääpiön kilogaussin kenttä ulottuu GHz-alueelle.
| Suure | Arvo | Lähde |
|---|---|---|
| Syklotronitaajuus gaussia kohden | 2.799 MHz | eB/(2π m_e), SI 2019 e ja CODATA 2018 m_e [calc] |
| τ Boötis, alustavia purkauksia taajuuksilla 14–21 MHz | ≥ 5.0–7.5 G | pienin kenttä lähteessä kyseiselle kaistalle, jos kyseessä on syklotronisäteily (Turner et al. 2021 -kaista) [calc] |
| YZ Cetin purkaukset taajuuksilla 2–4 GHz | ≥ 0.71–1.43 kG | pienin kenttä lähteessä, tähdellä (Pineda & Villadsen 2023 -kaista) [calc] |
| LOFAR-kaista | 10–240 MHz | van Haarlem et al. 2013 |
| τ Boo Ab, tallennettu massa ja kiertoaika | 4.5 MJ · 3.31 d | exoplanet.eu |
| YZ Cet b, tallennettu m sin i ja jakso | 0.0022 MJ · 2.02087 d | exoplanet.eu |
Väitteet ja niiden tila
Alustava, ei vahvistettu
τ Boötis b · LOFAR
Ympyräpolarisoitunutta purkauksellista emissiota taajuuksilla 14–21 MHz, noin 3σ, eikä mitään sivukeiloissa; lisäksi raportoitiin hitaasti vaihteleva 21–30 MHz:n signaali, jota tekijät itse epäilivät (Turner et al. 2021). LOFAR-jatkohavainnot, jotka kattoivat 70 % radasta, mukaan lukien aiemmat ratavaiheet, eivät osoittaneet purkauksellista eikä hidasta emissiota (Turner et al. 2024).
Kiistanalainen: mikään planeetta ei vielä selitä sitä
GJ 1151 · LOFAR
Matalataajuista emissiota hiljaiselta punaiselta kääpiöltä, luonteeltaan planeetan revontulien kaltaista, tulkittuna tähden vuorovaikutukseksi Maan kokoisen planeetan kanssa 1–5 päivän radalla (Vedantham ym. 2020). Radiaalinopeuksista havaittiin sitten planeetta 390 päivän radalla, joka on hyvin epätodennäköisesti lähde, eikä lyhytjaksoista planeettaa havaittu (minimimassa alle 1,2 Maan massaa) (Blanco-Pozo ym. 2023).
Kandidaatti
YZ Ceti · VLA
Koherentteja purkauksia taajuuksilla 2–4 GHz, joista kaksi YZ Ceti b:n samankaltaisissa ratavaiheissa; planeetta voisi uskottavasti tuottaa ne. Tähden aktiivisuutta ei ole suljettu pois, joten YZ Ceti on tähti–planeetta-vuorovaikutusjärjestelmän kandidaatti (Pineda & Villadsen 2023).
Radio löysi ensimmäiset planeetat, toisella tavalla
In 1992, Wolszczan and Frail found planets around the millisecond pulsar PSR B1257+12 from the regular wobble in its pulses' arrival times (Wolszczan & Frail 1992): the planets tug the pulsar, and the light-travel time changes by milliseconds. That is radio timing, not radio from a planet. Its card on the Galaxy tour ›
| Suure | Arvo | Lähde |
|---|---|---|
| PSR B1257+12 b: ajoitusamplitudi | 0.00453 ms | (Mp/M_psr)·a/c, kun exoplanet.eu:n massa on 7e-05 MJ, a = 0,19 AU, sin i = 1 ja pulsarin oletettu massa on 1,4 M☉ (sen massaa ei ole tallennettu) [calc] |
| PSR B1257+12 c: ajoituksen amplitudi | 1.59 ms | (Mp/M_psr)·a/c, kun exoplanet.eu:n massa on 0,013 MJ, a = 0,36 AU, sin i = 1 ja pulsarin oletettu massa on 1,4 M☉ (sen massaa ei ole tallennettu) [calc] |
| PSR B1257+12 d: ajoitusamplitudi | 1.88 ms | (Mp/M_psr)·a/c, kun exoplanet.eu:n massa on 0,012 MJ, a = 0,46 AU, sin i = 1 ja pulsarin oletettu massa on 1,4 M☉ (sen massaa ei ole tallennettu) [calc] |
Ei eksoplaneettojen havaintomenetelmä
Teknosignatuurihaut (SETI)
Nämä etsivät teknisesti tuotettuja signaaleja, eivät planeettoja tai niiden revontulia, ja ne pidetään tässä erillään. Breakthrough Listen havainnoi 1 327 lähitähteä taajuuksilla 1,10–3,45 GHz Green Bankin ja Parkesin kaukoputkilla, eikä maanpäällisten häiriöiden poissulkemisen jälkeen jäänyt yhtään kandidaattia; lähettimen tehon ylärajat ovat 2×10¹² W ja 9×10¹² W (Price et al. 2020; kohteet: Isaacson et al. 2017).
SetuHQ ei havaitse radioalueella. Näkymä on havainnollistus: kenttäviivat, kartio ja rata eivät ole mittakaavassa, ja purkausten ajat ovat havainnollistavia; vain rajataajuus on laskettu.
Lähteet
- Treumann 2006, A&ARv 13, 229 (elektronisyklotronimaser)
- Zarka 1998, JGR 103, 20159 (revontuliradiosäteily ulkoplaneetoilla)
- Zarka 2007, Planet. Space Sci. 55, 598 (tähden ja planeetan väliset plasmavuorovaikutukset ja radio)
- van Haarlem et al. 2013, A&A 556, A2 (LOFAR)
- Turner et al. 2021, A&A 645, A59 (τ Boötis LOFARilla)
- Turner et al. 2024, A&A 688, A66 (τ Boötisin LOFAR-jatkohavainnot)
- Vedantham et al. 2020, Nature Astronomy 4, 577 (GJ 1151)
- Blanco-Pozo et al. 2023, A&A 671, A50 (GJ 1151:n radiaalinopeudet)
- Pineda & Villadsen 2023, Nature Astronomy 7, 569 (YZ Ceti)
- Wolszczan & Frail 1992, Nature 355, 145 (PSR B1257+12)
- Isaacson et al. 2017, PASP 129, 054501 (Breakthrough Listen -kohteet)
- Price ym. 2020, AJ 159, 86 (Breakthrough Listen: 1 327 lähitähteä)