Розділ 9 з 15
Радіо
Намагнічені планети світяться на радіохвилях: електрони, що рухаються по спіралі вздовж силових ліній у зони полярних сяйв, випромінюють через циклотронний мазер, спрямовано в порожнистий конус, аж до локальної циклотронної частоти (Zarka 1998; Treumann 2006). Близька до зорі планета також може збуджувати таке випромінювання на своїй зорі, як Іо на Юпітері (Zarka 2007). Власне радіовипромінювання жодної екзопланети не підтверджено. Кожне твердження нижче є попереднім або спірним, і це вказано.
Шкала частот
Циклотронний мазер випромінює на частоті f_ce = eB/(2π m_e) ≈ 2,80 MHz на гаус поля в джерелі та трохи нижче неї, тож найвища спостережувана частота дає поле в цьому місці. Слабке планетне поле випромінює нижче кількох десятків MHz, де слухати можуть лише низькочастотні решітки, як-от LOFAR (10–240 MHz; van Haarlem et al. 2013); кілогаусове поле M-карлика сягає GHz.
| Величина | Значення | Джерело |
|---|---|---|
| Циклотронна частота на гаус | 2.799 MHz | eB/(2π m_e) із SI 2019 e та CODATA 2018 m_e [calc] |
| τ Boötis, можливі сплески на 14–21 MHz | ≥ 5.0–7.5 G | найменше поле в джерелі для цієї смуги, якщо це циклотронне випромінювання (смуга Turner et al. 2021) [calc] |
| Спалахи YZ Ceti на 2–4 GHz | ≥ 0.71–1.43 kG | найменше поле в джерелі, на зорі (смуга Pineda & Villadsen 2023) [calc] |
| Смуга LOFAR | 10–240 MHz | van Haarlem et al. 2013 |
| τ Boo Ab, збережені маса й період | 4.5 MJ · 3.31 d | exoplanet.eu |
| YZ Cet b, збережені m sin i і період | 0.0022 MJ · 2.02087 d | exoplanet.eu |
Твердження та їхній стан
Попередній, не підтверджений
τ Boötis b · LOFAR
Циркулярно поляризоване спалахове випромінювання на 14–21 MHz, близько 3σ, без жодного сигналу в контрольних променях; також повідомлялося про повільно змінний сигнал на 21–30 MHz, щодо якого автори самі мали сумніви (Turner та ін. 2021). Подальші спостереження LOFAR, що охопили 70% орбіти, включно з попередніми орбітальними фазами, не показали ні спалахового, ні повільного випромінювання (Turner та ін. 2024).
Спірне: жодна планета поки цього не пояснює
GJ 1151 · LOFAR
Низькочастотне випромінювання від спокійного червоного карлика, схоже за характером на планетне полярне сяйво, інтерпретоване як взаємодія зорі з планетою розміром із Землю на орбіті 1–5 днів (Vedantham et al. 2020). Згодом вимірювання променевих швидкостей знайшли планету на 390-денній орбіті, яка дуже малоймовірно є джерелом, і не знайшли короткоперіодної планети (мінімальна маса менше 1,2 мас Землі) (Blanco-Pozo et al. 2023).
Кандидат
YZ Ceti · VLA
Когерентні сплески на 2–4 GHz, два з них — на подібних орбітальних фазах YZ Ceti b, яка могла б правдоподібно їх живити; зоряну активність не виключено, тож YZ Ceti — кандидат у системи із взаємодією зорі й планети (Pineda & Villadsen 2023).
Радіо знайшло перші планети, іншим шляхом
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 | Значення | Джерело |
|---|---|---|
| PSR B1257+12 b: амплітуда хронометражу | 0.00453 ms | (Mp/M_psr)·a/c з масою з exoplanet.eu 7e-05 MJ, a = 0,19 AU, sin i = 1 і припущеним пульсаром масою 1,4 M☉ (його маса не зберігається) [розр.] |
| PSR B1257+12 c: амплітуда в даних таймінгу | 1.59 ms | (Mp/M_psr)·a/c з масою за exoplanet.eu 0,013 MJ, a = 0,36 AU, sin i = 1 і прийнятою масою пульсара 1,4 M☉ (його масу не збережено) [calc] |
| PSR B1257+12 d: амплітуда таймінгу | 1.88 ms | (Mp/M_psr)·a/c з масою за exoplanet.eu 0,012 MJ, a = 0,46 AU, sin i = 1 і прийнятою масою пульсара 1,4 M☉ (його масу не збережено) [calc] |
Не метод виявлення екзопланет
Пошуки техносигнатур (SETI)
Ці пошуки спрямовані на штучні сигнали, а не на планети чи їхні полярні сяйва, тому тут їх подано окремо. Breakthrough Listen спостерігав 1 327 найближчих зір на 1,10–3,45 GHz за допомогою Green Bank і Parkes і, після виключення земних завад, знайшов нуль кандидатів; верхні межі потужності передавача становлять 2×10¹² W і 9×10¹² W (Price et al. 2020; цілі з Isaacson et al. 2017).
SetuHQ не спостерігає в радіодіапазоні. Сцена є ілюстрацією: силові лінії, конус і орбіта не в масштабі, а моменти сплесків ілюстративні; обчислено лише граничну частоту.
Джерела
- Treumann 2006, A&ARv 13, 229 (електронно-циклотронний мазер)
- Zarka 1998, JGR 103, 20159 (авроральне радіовипромінювання зовнішніх планет)
- Zarka 2007, Planet. Space Sci. 55, 598 (плазмові взаємодії зоря–планета та радіовипромінювання)
- van Haarlem et al. 2013, A&A 556, A2 (LOFAR)
- Turner et al. 2021, A&A 645, A59 (τ Boötis з LOFAR)
- Turner et al. 2024, A&A 688, A66 (подальші спостереження τ Boötis на LOFAR)
- Vedantham et al. 2020, Nature Astronomy 4, 577 (GJ 1151)
- Blanco-Pozo et al. 2023, A&A 671, A50 (променеві швидкості 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 (цілі Breakthrough Listen)
- Price et al. 2020, AJ 159, 86 (Breakthrough Listen: 1 327 близьких зір)