Các ngoại hành tinh - thế giới quay quanh mặt trời xa xôi - rất, rất xa. Các nhà thiên văn học đang tìm hiểu một số người có thể trông như thế nào, và những gì trong bầu khí quyển của họ. Sớm thôi - lần đầu tiên - một chiếc kính thiên văn mới sẽ có thể nhìn thấy bên trong một số hành tinh ngoại.
Cho đến nay, chỉ có hơn 4.000 ngoại hành tinh đã được xác nhận quay quanh các ngôi sao khác, với nhiều điều nữa đang chờ được xác minh và phát hiện. Mặc dù ở rất xa, các nhà khoa học đã có thể bắt đầu thu được manh mối về việc một số người trong số họ trông như thế nào, cho dù họ là những người khổng lồ khí lớn như Sao Mộc hay thế giới đá nhỏ hơn như Trái Đất và trong khí quyển của họ. Nhưng giờ đây, một kính viễn vọng vô tuyến mới ở Pháp sẽ có thể nhìn thấy bên trong một số thế giới kỳ lạ này bằng cách nghiên cứu từ trường của chúng. Một từ trường hoạt động sẽ chỉ đến một hành tinh có một máy phát điện từ sâu bên trong nó, một lõi kim loại lỏng, bị khuấy trộn.
Kính thiên văn sẽ là một phần của Mảng tần số thấp (LOFAR), một mảng kính viễn vọng vô tuyến châu Âu tập trung ở Hà Lan. Bản thân thiết bị mới, phần mở rộng mới trong Nançay Nâng cấp LOFAR (NothyFAR), được đặt tại Trạm phóng xạ Nançay ở Pháp. Một trong những nhiệm vụ chính của LOFAR, là tìm các tín hiệu vô tuyến từ các ngôi sao sớm nhất trong vũ trụ. Nhưng nó cũng sẽ tìm kiếm bằng chứng về từ trường xung quanh các ngoại hành tinh. Theo nhà vật lý thiên văn Evgenya Shkolnik thuộc Đại học bang Arizona ở Tempe:
Nó có một cuộc thăm dò vào cấu trúc bên trong mà không có cách nào khác để có được ngay bây giờ.
Dự kiến LOFAR sẽ có thể thực hiện phát hiện đầu tiên khá sớm, như Shkolnik lưu ý:
Nó chỉ là vấn đề thời gian, có thể là vài tháng.
Các ăng ten của kính viễn vọng NothyFAR ở Pháp, một phần của LOFAR. NothyFAR sẽ có thể nhìn thấy bên trong các hành tinh ngoài sao Mộc nóng và đo từ trường của chúng. Hình ảnh qua Laurent Denis / Station De Radioastronomie De Nançay / Science.
Có thể phát hiện và nghiên cứu từ trường của các ngoại hành tinh là rất quan trọng bởi vì những từ trường đó có thể cung cấp manh mối cho cả cách hành tinh hình thành và khả năng cư trú tiềm năng của nó là gì. Chẳng hạn, từ trường Earth Earth bảo vệ bề mặt khỏi các tia vũ trụ chết người và các hạt tích điện từ mặt trời. Nó cũng giúp bảo vệ bầu khí quyển khỏi bị tước đi vào không gian, như đã xảy ra với Sao Hỏa, giờ chỉ có từ trường rất yếu. Như Jean-Mathias Griessmeier của Đại học Mitchéans ở Pháp đã nói:
Điều này mở ra một cánh cửa phụ để nghiên cứu các ngoại hành tinh ở khoảng cách xa.
Các nhà khoa học cũng sẽ có thể so sánh từ trường của các ngoại hành tinh với các ngoại hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta, để xem chúng giống nhau hay khác nhau như thế nào. Là những người xung quanh các hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta điển hình?
Sao Mộc nóng là những hành tinh khí khổng lồ quay quanh rất gần các ngôi sao của chúng. NothyFAR sẽ có thể thấy được một số người trong số họ bằng cách nghiên cứu từ trường của họ. Hình ảnh thông qua NASA / ESA / J.Bacon / Science Alert.
Tuy nhiên, có những giới hạn đối với những gì LOFAR và NothyFAR có thể làm. Từ trường của hầu hết các ngoại hành tinh sẽ quá mờ để phát hiện, do khoảng cách quá lớn. Ngay cả Sao Mộc cũng khó tìm, nếu cách chúng ta vài năm ánh sáng. Nhưng đối với một loại ngoại hành tinh nói riêng - Sao Mộc nóng - đó sẽ là một nhiệm vụ dễ dàng hơn. Sao Mộc nóng, những người khổng lồ khí quay quanh các ngôi sao của họ, nên có từ trường mạnh hơn, do bị gió thổi mạnh hơn. Điều này sẽ cho phép nhiều electron hơn bị từ trường hành tinh của hành tinh quất lên thành tín hiệu có khả năng triệu lần mạnh hơn hơn Sao Mộc.
NothyFAR sẽ tăng đáng kể khả năng của LOFAR để phát hiện các từ trường ngoài hành tinh này từ các Sao Mộc nóng, vì nó nhạy hơn nhiều với các tần số thấp hơn, từ dưới 85 megahertz (MHz) - dưới cùng của băng tần FM - xuống dưới 10 MHz, bên dưới tầng điện ly chặn mọi tín hiệu từ không gian. Cuối cùng, sẽ có gần 2.000 ăng-ten khung dây kim tự tháp tham gia tìm kiếm, hầu hết được chứa trong lõi 400 mét (1.300 feet). Tuy nhiên, từ trường từ các hành tinh đá như Trái đất có thể sẽ quá yếu để có thể tìm thấy với mảng NothyFAR hiện tại, vì chúng sẽ nằm dưới giới hạn 10 MHz.
Sao Mộc có từ trường cực mạnh - vô hình với mắt người - có lẽ tương tự như nhiều ngoại hành tinh khác giống sao Mộc. Hình ảnh thông qua NASA / Câu trả lời không gian.
Nó không nên quá lâu trước khi các phát hiện đầu tiên được thực hiện, có lẽ chỉ là vấn đề của vài tháng như Shkolnik đã nói, vì NothyFAR đã hoạt động kể từ tháng Bảy. Hiện tại, 60% ăng-ten mảng mảng đang hoạt động và 80% phần cứng dự kiến sẽ được đưa vào sử dụng vào cuối năm nay, chờ cấp thêm tiền. Ngay bây giờ, 80% trong số 15 triệu euro cần thiết để xây dựng và vận hành mảng, từ các nhà tài trợ chính phủ, trường đại học và chính quyền địa phương, đã được bảo đảm.
NothyFAR sẽ tập trung vào một tá sao Mộc nóng được biết đến, trong các hoạt động quan sát kéo dài nhiều ngày. Nó sẽ được tham gia bởi các đài quan sát khác, chẳng hạn như Mảng bước sóng dài Owens Valley (OVRO-LWA) ở California, nơi sẽ có 352 ăng ten khi nó được hoàn thành vào năm tới. Tuy nhiên, mảng này không nhạy như NothyFAR, và nó sẽ quét toàn bộ bầu trời thay vì chỉ nhìn vào các sao Mộc được biết đến đã chọn, với hy vọng rằng nó sẽ phát hiện các vụ nổ tín hiệu lớn hiếm hoi được tạo ra bởi sự phóng đại khối của hành tinh. cánh đồng. Việc phát hiện và phân tích từ trường của các ngoại hành tinh đá như Trái đất sẽ phải chờ các kính thiên văn tương tự ở trong không gian hoặc ở phía xa của mặt trăng để thoát khỏi tầng điện ly Trái đất, ngăn chặn phát xạ vô tuyến thấp hơn 10 MHz.
NothyFAR, và các mảng kính thiên văn tương lai tương tự đi theo nó, sẽ cung cấp một bước quan trọng khác trong việc tìm hiểu các ngoại hành tinh hình thành và phát triển như thế nào, và tương tự - và khác nhau - chúng như thế nào đối với các hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta.
Điểm mấu chốt: Một kính viễn vọng vô tuyến mới sẽ sớm cho phép các nhà khoa học nhìn thấy bên trong các hành tinh ngoài hành tinh nóng của Jupiter và đo từ trường của chúng lần đầu tiên.