Sanatçının bir aurora izlenimi ve aşırı soğuk cüce LSR J1835+3259’un onu çevreleyen radyasyon kuşağı. Kredi bilgileri: Chuck Carter, Melodie Kao, Heising-Simons Vakfı
Ultra soğuk bir cüceden gelen radyo emisyonlarının yüksek çözünürlüklü görüntüsü, radyasyon kuşakları gibi çift loblu bir yapı gösterir. Jüpiter.
Gökbilimcilerden oluşan bir ekip, 39 radyo çanağı dizisini kullanarak güneş sistemimizin dışındaki ilk radyasyon kuşağını başarıyla gözlemledi. Aşırı soğuk bir cücenin çevresinde bulunan radyasyon kuşağı, Jüpiter’inkine benzer ancak 10 milyon kat daha parlaktır. Gök cisimlerinin manyetik alanlarının incelenmesindeki bu buluş, ötegezegenlerin yaşanabilirliğinin anlaşılmasına katkıda bulunabilir.
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.
“Aslında, radyo yayan dalgaları gözlemleyerek hedefimizin manyetosferini görüntülüyoruz. plazma– radyasyon kuşağı – manyetosferde. Santa Cruz California Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı ve Mayıs ayında yayınlanan yeni bulgular üzerine bir makalenin ilk yazarı olan Melodie Kao, “Bu, güneş sistemimizin dışında gaz devi bir gezegen büyüklüğünde bir şey için daha önce hiç yapılmadı” dedi. 15 inç 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.
Bir güneş dışı radyasyon kuşağının ilk görüntüleri, Hawaii’den Almanya’ya kadar dünyayı kapsayan sanal bir teleskop oluşturmak için 39 radyo teleskopunun birleştirilmesiyle elde edildi. Kredi bilgileri: Melodie Kao, Amy Mioduszewski
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”) oluşturur ve Kao’nun ekibi ayrıca bir nesnenin kutup ışığının 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 olabilse de, düşük kütleli yıldızları kahverengi cücelere ve gaz devi gezegenlere bağlayan kütle sürekliliğinin o duygusal 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.
Ultra soğuk bir cücenin elektron radyasyon kuşağı ve aurorası, Hawaii’den Almanya’ya kadar dünyayı kapsayan sanal bir teleskop oluşturmak için 39 radyo teleskopu birleştirilerek görüntülendi. Kredi bilgileri: Melodie Kao, Amy Mioduszewski
“Auroralar, manyetik alanın gücünü ölçmek için kullanılabilir, ancak şekli ölçmek için kullanılamaz. Bu deneyi, kahverengi cüceler ve nihayetinde ötegezegenler üzerindeki manyetik alanların şekillerini değerlendirmek için bir yöntem sergilemek üzere tasarladık” dedi Kao.
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 belirlediğimize göre. dev ötegezegenler — teleskopumuz onun şeklini görecek kadar büyük olmasa bile muhtemelen büyük bir manyetik alana sahip olduklarını daha güvenle söyleyebiliriz,” diyen Kao, 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 Eyalet Üniversitesi’nden ortak yazar Evgenya Shkolnik, “Bu, bu türden daha fazla nesne bulmak ve giderek daha küçük manyetosferleri aramak için becerilerimizi geliştirmek ve sonunda potansiyel olarak yaşanabilir, Dünya boyutunda gezegenleri incelememizi sağlamak için kritik bir ilk adımdır” dedi. Uzun yıllardır gezegenlerin manyetik alanlarını ve yaşanabilirliğini araştıran Dr.
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. Bucknell Üniversitesi’nden ortak yazar Jackie Villadsen, “Görüntümüz, Washington DC’de dururken Kaliforniya’daki bir göz çizelgesinin en üst sırasını okumaya benzer” dedi.
Bu keşif hakkında daha fazla bilgi için Gökbilimciler Güneş Sistemimizin Ötesinde İlk Radyasyon Kuşağını Buldu bölümüne bakın.
Referans: Melodie M. Kao, Amy J. Mioduszewski, Jackie Villadsen ve Evgenya L. Shkolnik, 15 Mayıs 2023, “Çözülmüş görüntüleme, ultra soğuk bir cücenin etrafındaki bir radyasyon kuşağını doğruluyor”, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-023-06138-w
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. Bu çalışma tarafından desteklendi NASA ve Heising-Simons Vakfı.