Глава 9 из 15
Радио
Намагниченные планеты излучают в радиодиапазоне: электроны, движущиеся по спирали вдоль силовых линий в авроральные зоны, излучают посредством циклотронного мазера, направленно в полый конус, вплоть до локальной циклотронной частоты (Zarka 1998; Treumann 2006). Близкая к звезде планета может также вызывать такое излучение на своей звезде, как Ио на Юпитере (Zarka 2007). Собственное радиоизлучение ни одной экзопланеты не подтверждено. Каждое утверждение ниже является предварительным или оспаривается, и это в нём указано.
Шкала частот
Циклотронный мазер излучает на частоте f_ce = eB/(2π m_e) ≈ 2,80 MHz на гаусс поля в источнике и чуть ниже неё, поэтому наибольшая наблюдаемая частота даёт поле там. Слабое планетное поле излучает ниже десятков MHz, где слушать могут только низкочастотные решётки, такие как LOFAR (10–240 MHz; van Haarlem et al. 2013); килогауссовое поле M-карлика достигает GHz.
| Величина | Значение | Источник |
|---|---|---|
| Циклотронная частота на гаусс | 2.799 MHz | eB/(2π m_e) с e из СИ 2019 и m_e из CODATA 2018 [calc] |
| τ Boötis, предварительные всплески на 14–21 MHz | ≥ 5.0–7.5 G | наименьшее поле в источнике для этой полосы, если это циклотронное излучение (полоса Turner et al. 2021) [calc] |
| Всплески YZ Ceti на 2–4 GHz | ≥ 0.71–1.43 kG | наименьшее поле в источнике, на звезде (диапазон Pineda & Villadsen 2023) [расч.] |
| Диапазон LOFAR | 10–240 MHz | van Haarlem et al. 2013 |
| τ Boo Ab, сохранённые масса и период | 4.5 MJ · 3.31 d | exoplanet.eu |
| YZ Cet b, сохранённые m sin i и период | 0.0022 MJ · 2.02087 d | exoplanet.eu |
Утверждения и их текущий статус
Предварительно, не подтверждено
τ Boötis b · LOFAR
Циркулярно поляризованное всплесковое излучение на 14–21 МГц, примерно 3σ, при отсутствии сигнала во внеосевых лучах; сообщалось также о медленно меняющемся сигнале на 21–30 МГц, в котором сами авторы сомневались (Turner et al. 2021). Последующие наблюдения LOFAR, охватившие 70% орбиты, включая прежние орбитальные фазы, не показали ни всплескового, ни медленного излучения (Turner et al. 2024).
Спорно: ни одна планета пока этого не объясняет
GJ 1151 · LOFAR
Низкочастотное излучение спокойного красного карлика, по характеру похожее на планетарное полярное сияние, интерпретированное как взаимодействие звезды с планетой размером с Землю на орбите 1–5 суток (Vedantham et al. 2020). Затем по лучевым скоростям нашли планету на орбите 390 суток, которая весьма маловероятно является источником, и не нашли короткопериодической планеты (минимальная масса ниже 1,2 масс Земли) (Blanco-Pozo et al. 2023).
Кандидат
YZ Ceti · VLA
Когерентные всплески на 2–4 GHz, два из них на сходных орбитальных фазах YZ Ceti b, которая правдоподобно могла бы их вызывать; звёздная активность не исключена, поэтому YZ Ceti — кандидат в системы со взаимодействием звезды и планеты (Pineda & Villadsen 2023).
Первые планеты нашли по радио — другим способом
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 ›
| Величина | Значение | Источник |
|---|---|---|
| PSR B1257+12 b: амплитуда тайминга | 0.00453 ms | (Mp/M_psr)·a/c с массой 7e-05 MJ из exoplanet.eu, a = 0,19 а. е., sin i = 1 и принятой массой пульсара 1,4 M☉ (его масса не хранится) [расч.] |
| PSR B1257+12 c: амплитуда тайминга | 1.59 ms | (Mp/M_psr)·a/c с массой из exoplanet.eu 0,013 MJ, a = 0,36 AU, sin i = 1 и принятой массой пульсара 1,4 M☉ (его масса не хранится) [calc] |
| PSR B1257+12 d: амплитуда тайминга | 1.88 ms | (Mp/M_psr)·a/c с массой из exoplanet.eu 0,012 MJ, a = 0,46 AU, sin i = 1 и принятой массой пульсара 1,4 M☉ (его масса не хранится) [calc] |
Не метод обнаружения экзопланет
Поиск техносигнатур (SETI)
Эти поиски нацелены на искусственные сигналы, а не на планеты или их полярные сияния, и здесь приводятся отдельно. Breakthrough Listen наблюдал 1 327 близких звёзд на 1,10–3,45 GHz с Green Bank и Parkes и после исключения земных помех нашёл ноль кандидатов; верхние пределы мощности передатчика — 2×10¹² W и 9×10¹² W (Price et al. 2020; цели из Isaacson et al. 2017).
SetuHQ не ведёт наблюдений в радиодиапазоне. Сцена — иллюстрация: силовые линии, конус и орбита не в масштабе, а моменты всплесков иллюстративны; вычисляется только частота отсечки.
Источники
- Treumann 2006, A&ARv 13, 229 (электронно-циклотронный мазер)
- Zarka 1998, JGR 103, 20159 (авроральное радиоизлучение внешних планет)
- Zarka 2007, Planet. Space Sci. 55, 598 (плазменные взаимодействия звезды и планеты и радиоизлучение)
- van Haarlem et al. 2013, A&A 556, A2 (LOFAR)
- Turner et al. 2021, A&A 645, A59 (τ Boötis с LOFAR)
- Turner et al. 2024, A&A 688, A66 (последующие наблюдения τ Boötis на LOFAR)
- Vedantham et al. 2020, Nature Astronomy 4, 577 (GJ 1151)
- Blanco-Pozo et al. 2023, A&A 671, A50 (лучевые скорости GJ 1151)
- 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 (цели Breakthrough Listen)
- Price et al. 2020, AJ 159, 86 (Breakthrough Listen: 1 327 близких звёзд)