Астрономы обнаружили первый радиационный пояс за пределами Солнечной системы

Калифорнийский университет – Санта-Крус, 30 мая 2023 г.

Полярное сияние и окружающий его радиационный пояс ультрахолодного карлика LSR J1835+3259 в представлении художника. Фото: Чак Картер, Мелоди Као, Фонд Хейсинг-Саймонс.

High-resolution imaging of radio emissions from an ultracool dwarf shows a double-lobed structure like the radiation belts of JupiterJupiter is the largest planet in the solar system and the fifth planet from the sun. It is a gas giant with a mass greater then all of the other planets combined. Its name comes from the Roman god Jupiter." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">Юпитер.

Команда астрономов успешно наблюдала первый радиационный пояс за пределами нашей Солнечной системы, используя массив из 39 радиотарелок. Радиационный пояс, обнаруженный вокруг ультрахолодного карлика, похож на пояс Юпитера, но в 10 миллионов раз ярче. Этот прорыв в изучении магнитных полей небесных тел может способствовать пониманию обитаемости экзопланет.

Астрономы описали первый радиационный пояс, наблюдаемый за пределами нашей солнечной системы, используя скоординированную группу из 39 радиотарелок от Гавайев до Германии для получения изображений с высоким разрешением. Изображения постоянного интенсивного радиоизлучения ультрахолодного карлика показывают наличие облака высокоэнергетических электронов, захваченных мощным магнитным полем объекта, образующих двухдольчатую структуру, аналогичную радиоизображениям радиационных поясов Юпитера.

"We are actually imaging the magnetosphere of our target by observing the radio-emitting plasmaPlasma is one of the four fundamental states of matter, along with solid, liquid, and gas. It is an ionized gas consisting of positive ions and free electrons. It was first described by chemist Irving Langmuir in the 1920s." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> плазма — ее радиационный пояс — в магнитосфере. Это никогда раньше не делалось для чего-то размером с газовую планету-гигант за пределами нашей Солнечной системы», — сказала Мелоди Као, научный сотрудник Калифорнийского университета в Санта-Крус и первый автор статьи о новых результатах, опубликованной в мае. 15 на природе.

Сильные магнитные поля образуют «магнитный пузырь» вокруг планеты, называемый магнитосферой, который может улавливать и ускорять частицы почти до скорости света. Все планеты нашей Солнечной системы, имеющие такие магнитные поля, включая Землю, а также Юпитер и другие планеты-гиганты, имеют радиационные пояса, состоящие из этих заряженных частиц высокой энергии, захваченных магнитным полем планеты.

Первые изображения внесолнечного радиационного пояса были получены путем объединения 39 радиотелескопов в виртуальный телескоп, охватывающий земной шар от Гавайев до Германии. Авторы и права: Мелоди Као, Эми Миодушевски.

Радиационные пояса Земли, известные как пояса Ван Аллена, представляют собой большие зоны в форме пончика, состоящие из частиц высокой энергии, захваченных магнитным полем солнечного ветра. Большинство частиц в поясах Юпитера происходят из вулканов на его спутнике Ио. Если бы их можно было поставить рядом, радиационный пояс, который сфотографировали Као и ее команда, был бы в 10 миллионов раз ярче, чем пояс Юпитера.

Частицы, отклоняемые магнитным полем к полюсам, генерируют полярные сияния («северное сияние») при взаимодействии с атмосферой, и команда Као также получила первое изображение, позволяющее различать расположение полярного сияния объекта и его радиационных поясов за пределами нашей солнечной системы. .

Ультрахолодный карлик, изображенный в этом исследовании, находится на границе между маломассивными звездами и массивными коричневыми карликами. «Хотя формирование звезд и планет может быть разным, физика внутри них может быть очень похожей в той мягкой части континуума масс, которая соединяет звезды малой массы с коричневыми карликами и планетами-газовыми гигантами», — объяснил Као.

По ее словам, характеристика силы и формы магнитных полей этого класса объектов во многом является неизведанной территорией. Используя свое теоретическое понимание этих систем и числовые модели, ученые-планетологи могут предсказать силу и форму магнитного поля планеты, но у них не было хорошего способа легко проверить эти предсказания.