Как радиотелескопы могут способствовать изучению экзопланет?

Радиотелескопы часто используются для наблюдения за рождением звезд и их планетных систем. Более длинные волны способны проникать из-под газово-пылевой оболочки, скрывающей любые попытки наблюдения за этими событиями в оптическом или инфракрасном диапазоне. К сожалению, наименьшее угловое разрешение телескопа составляет$\lambda/D$, куда$D$диаметр телескопа и$\lambda$длина волны наблюдения. Как радиоволны$10^5$к$10^{6}$раз длиннее оптических волн, то нужны огромные телескопы, чтобы получить такую ​​же разрешающую способность. Это делается/достигается путем создания массивов, которые могут действовать как единая апертура.

В то время как интерферометрические методы для получения пространственного разрешения, безусловно, возможны, если кто-то хочет получить изображение экзопланет напрямую, то оптический/ИК-спектр все еще подходит, потому что именно здесь обнаруживается большая часть собственного света от экзопланеты. Возможно, что планеты, вращающиеся вокруг звезд, могут излучать радиоволны сами по себе через заряженные частицы, ускоренные в их магнитосферах. Юпитер, например, является сильным источником радиоволн в нашей Солнечной системе, но его очень трудно обнаружить на расстоянии экзопланеты. Были предприняты попытки поиска, но пока ничего не найдено (например, George & Stevens 2007 ).

Конечно, транзитные наблюдения не требуют превосходного углового разрешения, но они требуют большого количества сигналов и точности. Уровни точности, обычно достигаемые оптическими телескопами (особенно в космосе - например, Кеплер), невозможны с радиотелескопами, а сами родительские звезды являются слабыми, переменными радиоисточниками, что очень затрудняет изучение любой транзитной сигнатуры. На самом деле в основном транзиты использовались наоборот — для поиска собственного планетарного излучения путем поиска падения потока, когда планета затмевается звездой (например , Лекавелье Де Этангс и др., 2011 ). Радиоизлучение может быть усилено в горячих юпитерах, если экзопланетное магнитное поле взаимодействует со звездным магнитным полем. Эта бумагадействительно утверждает, что обнаружил слабый экзопланетный сигнал от горячего Юпитера, идентифицированный по его исчезновению при затмении родительской звездой. Однако результат не повторился.

Программа SETI нацелена на набор звезд Кеплера с доказательствами наличия планеты (или кандидата в планеты) в «обитаемой зоне». Первоначальные поиски узкополосного радиоизлучения (на частоте 1,1–1,9 Гц), по-видимому, были сосредоточены на тех системах, которые содержат несколько планет.

(Нулевые) результаты для$\sim 100$система была опубликована Siemion et al. (2013) . Наблюдения не были достаточно чувствительными, чтобы обнаружить своего рода «радиовещание», излучаемое нашей планетой, но могли бы обнаружить какой-то преднамеренный сигнальный маяк.

Чуть более творческий подход состоит в том, чтобы наблюдать за системами с несколькими планетами Кеплера, когда две планеты находятся в соединении, если смотреть с Земли. Тогда есть шанс увидеть сообщения с одной планеты на другую. (например , http://adsabs.harvard.edu/abs/2014ebi..conf..5.2K ).

Некоторые радиотелескопы использовались для наблюдения за молодыми звездами и протопланетными дисками, если это имеет значение.

• Большая миллиметровая решетка Атакамы (ALMA): хотя она используется для самых разных целей, ALMA использовалась в конце 2014 года для наблюдения за молодой звездой HL Tau. Среди собранных данных была информация об околозвездном диске HL Tau. Он обнаружил ряд пробелов в диске. По словам заместителя директора ALMA Стюарта Кордера,

  Эти особенности почти наверняка являются результатом образования в диске молодых планетоподобных тел. Это удивительно, поскольку возраст HL Tau не превышает миллиона лет, а такие молодые звезды не должны иметь больших планетарных тел, способных создавать структуры, которые мы видим на этом изображении.

  ALMA использовался, потому что он мог видеть сквозь газ и пыль, окружающие звезду.

  Телескоп также использовался в декабре для обнаружения свидетельств существования «объектов размером с Плутон» вокруг другой звезды, HD 107146. Были обнаружены только пылинки в околозвездном диске, но их поведение считалось согласующимся с существованием поблизости объектов размером с Плутон. . По результатам была опубликована статья под названием «Наблюдения ALMA за диском обломков вокруг молодого солнечного аналога HD 107146».

  Вот одно из изображений ALMA, изображение первой звезды и изображение второй звезды.

• VLA: VLA также использовался для наблюдения за молодыми звездами и протопланетными дисками. Астрономы изучали область звездообразования LDN 1551 и наблюдали за тем, что кажется протопланетными дисками вокруг двух молодых звезд; резюме итоговой работы можно найти здесь . В другом случае VLA использовался для наблюдения за протопланетным диском NGC 2071 ; резюме итоговой работы можно найти здесь .

• Обсерватория Грин-Бэнк: За последнее десятилетие или около того было проведено несколько наблюдений за молодыми звездами и протозвездами, хотя экзопланеты, похоже, не изучались.

Я бы включил изображения для обоих телескопов, но, похоже, они защищены авторским правом. Однако, насколько мне известно, эти два телескопа не использовались для наблюдения за полноценными экзопланетами. Я также изучаю другие крупные радиотелескопы, чтобы узнать, не участвовали ли они в этом.