Gökbilimciler güneş sistemimizin dışında görülen ilk radyasyon kuşağını gözlemlediler

Gökbilimciler, yüksek çözünürlüklü görüntüler elde etmek için Hawaii’den Almanya’ya koordineli bir dizi 39 radyo anteni kullanarak güneş sistemimizin dışında gözlemlenen ilk radyasyon kuşağını tanımladılar. Ultra soğuk bir cüceden gelen kalıcı, yoğun radyo emisyonlarının görüntüleri, Jüpiter’in radyasyon kuşaklarının radyo görüntülerine benzer bir çift loblu yapı oluşturan, nesnenin güçlü manyetik alanında hapsolmuş yüksek enerjili elektronlardan oluşan bir bulutun varlığını ortaya koyuyor.

Melodie, “Aslında manyetosferdeki radyo yayan plazmayı – onun radyasyon kuşağını – gözlemleyerek hedefimizin manyetosferini görüntülüyoruz. Bu, daha önce güneş sistemimizin dışında gaz devi bir gezegen büyüklüğünde bir şey için yapılmamıştı,” dedi Melodie. UC Santa Cruz’da doktora sonrası araştırmacı ve 15 Mayıs’ta yayınlanan yeni bulgular üzerine bir makalenin ilk yazarı olan Kao. Doğa.

Güçlü manyetik alanlar, manyetosfer adı verilen bir gezegenin etrafında parçacıkları yakalayıp ışık hızına yakın hızlara çıkarabilen bir “manyetik baloncuk” oluşturur. Jüpiter ve diğer dev gezegenlerin yanı sıra Dünya da dahil olmak üzere güneş sistemimizdeki bu tür manyetik alanlara sahip tüm gezegenler, gezegenin manyetik alanı tarafından hapsolmuş bu yüksek enerji yüklü parçacıklardan oluşan radyasyon kuşaklarına sahiptir.

Van Allen kuşakları olarak bilinen Dünya’nın radyasyon kuşakları, manyetik alan tarafından güneş rüzgarlarından yakalanan yüksek enerjili parçacıkların büyük halka şeklindeki bölgeleridir. Jüpiter’in kuşaklarındaki parçacıkların çoğu, uydusu Io’daki volkanlardan geliyor. Onları yan yana koyabilseydiniz, Kao ve ekibinin görüntülediği radyasyon kuşağı Jüpiter’inkinden 10 milyon kat daha parlak olurdu.

Manyetik alan tarafından kutuplara doğru saptırılan parçacıklar, atmosferle etkileşime girdiklerinde kutup ışıklarını (“kuzey ışıkları”) oluştururlar ve Kao’nun ekibi ayrıca bir nesnenin kutup ışıklarının konumu ile güneş sistemimiz dışındaki radyasyon kuşakları arasında ayrım yapabilen ilk görüntüyü elde etti. .

Bu çalışmada görüntülenen aşırı soğuk cüce, düşük kütleli yıldızlar ile büyük kütleli kahverengi cüceler arasındaki sınırda yer almaktadır. Kao, “Yıldızların ve gezegenlerin oluşumu farklı olsa da, düşük kütleli yıldızları kahverengi cücelere ve gaz devi gezegenlere bağlayan kütle sürekliliğinin o yumuşak kısmında içlerindeki fizik çok benzer olabilir.”

Bu sınıftaki nesnelerin manyetik alanlarının gücünü ve şeklini karakterize eden, büyük ölçüde keşfedilmemiş arazidir, dedi. Gezegen bilimcileri, bu sistemler ve sayısal modeller hakkındaki teorik anlayışlarını kullanarak, bir gezegenin manyetik alanının gücünü ve şeklini tahmin edebilirler, ancak bu tahminleri kolayca test etmenin iyi bir yolu yoktur.

Kao, “Auroralar, manyetik alanın gücünü ölçmek için kullanılabilir, ancak şeklini ölçmek için kullanılamaz. Bu deneyi, kahverengi cüceler ve nihayetinde dış gezegenler üzerindeki manyetik alanların şekillerini değerlendirmek için bir yöntem sergilemek için tasarladık” dedi.

Manyetik alanın gücü ve şekli, bir gezegenin yaşanabilirliğini belirlemede önemli bir faktör olabilir. Kao, “Ögegezegenlerin yaşanabilirliğini düşündüğümüzde, atmosfer ve iklim gibi şeylere ek olarak, manyetik alanlarının istikrarlı bir ortamı korumadaki rolü de dikkate alınması gereken bir şeydir.” Dedi.

Bir manyetik alan oluşturmak için, bir gezegenin iç kısmının, Dünya söz konusu olduğunda çekirdeğindeki erimiş demir olan, elektriği ileten sıvılara sahip olacak kadar sıcak olması gerekir. Jüpiter’de, iletken sıvı hidrojendir ve o kadar yüksek basınç altında metalik hale gelir. Kao, metalik hidrojenin muhtemelen kahverengi cücelerde de manyetik alanlar oluşturduğunu, yıldızların içlerinde ise iletken sıvının iyonize hidrojen olduğunu söyledi.

LSR J1835+3259 olarak bilinen aşırı soğuk cüce, Kao’nun radyasyon kuşaklarını çözmek için gereken yüksek kaliteli verileri sağlayacağından emin olduğu tek nesneydi.

“Artık, kahverengi cücelerden ve nihayetinde gazdan gelen bu tür emisyonları gördüğümüzde, bu tür kararlı durumdaki, düşük seviyeli radyo emisyonunun, bu nesnelerin büyük ölçekli manyetik alanlarındaki radyasyon kuşaklarını izlediğini tespit ettik. dev ötegezegenler — teleskopumuz onun şeklini görecek kadar büyük olmasa bile muhtemelen büyük bir manyetik alana sahip olduklarını daha güvenle söyleyebiliriz” dedi Kao ve Yeni Nesil Çok Büyük Dizinin ne zaman olacağını dört gözle beklediğini de sözlerine ekledi. Şu anda Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi (NRAO) tarafından planlanmakta olan , çok daha fazla güneş dışı radyasyon kuşağını görüntüleyebilir.

Arizona Eyaletinden eş-yazar Evgenya Shkolnik, “Bu, bu türden çok daha fazla nesne bulma ve giderek daha küçük manyetosferleri arama becerilerimizi geliştirme ve sonunda potansiyel olarak yaşanabilir, Dünya boyutunda gezegenleri incelememizi sağlama konusunda kritik bir ilk adımdır” dedi. Uzun yıllardır gezegenlerin manyetik alanlarını ve yaşanabilirliğini inceleyen üniversite.

Ekip, Amerika Birleşik Devletleri’ndeki NRAO tarafından koordine edilen 39 radyo anteninden ve Almanya’daki Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü tarafından işletilen Effelsberg radyo teleskopundan oluşan Yüksek Hassasiyet Dizisini kullandı.

“Dünyanın dört bir yanından radyo antenlerini birleştirerek, daha önce kimsenin görmediği şeyleri görmek için inanılmaz derecede yüksek çözünürlüklü görüntüler oluşturabiliyoruz. Görüntümüz, Washington, DC’de dururken Kaliforniya’da bir göz çizelgesinin en üst sırasını okumaya benziyor. ” Bucknell Üniversitesi’nden ortak yazar Jackie Villadsen dedi.

Kao, bu keşfin, NRAO’daki ilk yazar Amy Mioduszewski’nin çalışmayı planlama ve verileri analiz etme konusundaki gözlemsel uzmanlığının yanı sıra Villadsen ve Shkolnik’in çok dalga boylu yıldız parlaması uzmanlığına dayanan gerçek bir ekip çalışması olduğunu vurguladı.