Warum senden zwei Planeten und Sterne in 12 Lichtjahren Entfernung Radiosignale aus?

Im Oktober dieses Jahres sieht man hoch über dem Horizont das mit bloßem Auge sichtbare Sternbild Walfisch am Abendhimmel. Es ist auch wahrscheinlich, dass es in die allgemeine Richtung einer außerirdischen Welt namens YZ Ceti b blickt, die plötzlich zu einem Problem für Astronomen geworden ist.

YZ Ceti b ist ein felsiger, erdgroßer Exoplanet (ein Planet, der einen anderen Stern als unsere Sonne umkreist), der einen kleinen roten Zwergstern, YZ Ceti, umkreist, 12 Lichtjahre von der Erde entfernt, astronomisch gesehen eine Entfernung von einem Händedruck. Astronomen sind begeistert, weil sie ein sich wiederholendes Funksignal von diesem Exoplaneten entdeckt haben, das auf das Vorhandensein eines Magnetfelds – eine Voraussetzung für einen bewohnbaren Planeten – um ihn herum hinweist.

Wie wurde es entdeckt?

Die Entdeckung wurde von Jackie Feldsen von der Bucknell University, Pennsylvania, und Sebastian Pineda von der University of Colorado, Boulder, mit dem Carl G. Jansky Large Array Radioteleskop in New Mexico gemacht. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in der Fachzeitschrift natürliche Astronomie am 3. April.

Sie mussten mehrere Beobachtungsrunden durchführen, bevor sie Funksignale des Sterns YZ Ceti entdecken konnten, die anscheinend mit der Umlaufzeit des Planeten YZ Ceti b übereinstimmen. Daraus schlossen sie, dass die Signale das Ergebnis der Wechselwirkung zwischen dem Magnetfeld des Planeten und dem Stern waren.

Dr. Pineda sagte per E-Mail an Hindu.

Warum ist das Magnetfeld wichtig?

So wie ein Energieausbruch der Sonne manchmal die Telekommunikation der Erde stört und erdumkreisende Satelliten beschädigt, erzeugen intensive Energieausbrüche durch den Austausch von Sternen und dem Exoplaneten YZ Ceti atemberaubende Polarlichter.

„Wir sehen dies indirekt in Form der Radioemissionen, die wir empfangen“, sagte Dr. Pineda.

Diese Radiowellen, die stark genug waren, um auf der Erde aufgenommen zu werden, bestätigten die Existenz eines extrasolaren Magnetfelds. Solche Signale können nur erzeugt werden, wenn ein Exoplanet sehr nahe um seinen Mutterstern kreist und sein eigenes Magnetfeld hat, um Sternwinde zu beeinflussen und Signale zu erzeugen.

Was ist im YZ Ceti b enthalten?

Dies wird durch die kleine Umlaufbahn von YZ Ceti b bestätigt: Astronomen haben festgestellt, dass der Planet nur zwei Erdtage braucht, um seinen Stern zu umkreisen. Zum Vergleich: Merkur, der die kleinste Planetenbahn im Sonnensystem hat, braucht knapp drei Erdmonate, um die Sonne zu umkreisen.

Seit Mitte der 1990er Jahre haben Astronomen Hunderte von Planeten gefunden, die sonnenähnliche Sterne umkreisen, was darauf hindeutet, dass die Planetenbildung in den Galaxien des Universums häufiger vorkommt, als Wissenschaftler glauben. Daten von weltraumwissenschaftlichen Missionen wie den Kepler-, Gaia- und James-Webb-Teleskopen weisen darauf hin, dass es allein in der Milchstraße mehr als 300 Milliarden Planeten gibt.

Bei so vielen Exoplaneten in der gleichen „Nachbarschaft“ der Sonne könnte fast die Hälfte aller am Himmel sichtbaren Sterne felsige, erdgroße Planeten in bewohnbaren Umlaufbahnen um sie herum beherbergen. Um eine nachhaltige Atmosphäre und Wasser zu haben, muss sich ein Planet in einer bestimmten Entfernung von seinem Stern befinden (in Umlaufbahnen, die angeblich in der „Goldilocks Zone“ des Sterns liegen), sonst verbrennt er.

Die Erde zum Beispiel wäre eher wie die heiße und schwüle Venus gewesen, wenn sie nur ein bisschen näher an der Sonne gewesen wäre – oder kalt und karg wie der Mars, wenn sie weiter weg gewesen wäre. Tatsächlich glauben Astronomen, dass etwa 30 % aller entdeckten Planeten-Stern-Systeme solche gemäßigten Zonen enthalten könnten.

Wie häufig sind diese Magnetfelder?

Bei solch massiven Zahlen war es immer sinnvoll, dass starke planetarische Magnetfelder außerhalb des Sonnensystems üblich waren. Obwohl viele der bisher entdeckten größeren Exoplaneten Magnetfelder haben, konnten Planetenforscher solche Felder noch nie lokalisieren. am kleinstenUnd felsig Exoplaneten – bis jetzt.

Dr. Pineda merkte an, dass, wenn die neuesten Erkenntnisse durch weitere Forschung bestätigt werden, sie „das Potenzial der Methodik beweisen werden, um zur magnetischen Charakterisierung von Exoplaneten zu führen“.

Dies ist wichtig, da das Überleben der Atmosphäre eines Planeten vom Vorhandensein oder Fehlen eines starken Magnetfelds abhängen kann, da das Feld seine Atmosphäre vor Erosion durch geladene Teilchen schützt, die von seinem Stern wehen. Dr. Benady stimmte zu: „Planeten in der Nähe ihrer Sterne sind normalerweise sehr heiß und ihre Atmosphären wurden wahrscheinlich im Laufe der Milliarden Jahre der Geschichte des Exoplanetensystems erodiert.“

Was ist danach passiert?

Seltsamerweise hat der Mars, der die Sonne in „sicherer“ Entfernung umkreist, eine ähnliche Geschichte zu erzählen: Mars und Erde waren vor Milliarden von Jahren ziemlich gleich, mit viel Wasser, warmen Ozeanen, Niederschlägen und ähnlichen atmosphärischen Systemen. Aber trotzdem begann das Leben auf einem Planeten, während der andere trocken und kalt wurde, da die Sonnenwinde ihm den größten Teil seiner Atmosphäre entzogen. Ist das also auch die Geschichte des YZ Ceti b?

„Wir hoffen auf zusätzliches Feedback zu diesem Ziel“, sagte Dr. Benadi. „Langzeitbeobachtungen sind wichtig, um diese Ergebnisse zu bestätigen und die Eigenschaften von Funksignalen weiter zu untersuchen.“ Eines ist jedoch sicher: Diese Ergebnisse werden Astronomen helfen, mehr über felsige Unterwelten in den tiefsten Tiefen des Weltraums zu erfahren, die Ringe um ihre Muttersterne ziehen.

Prakash Chandra ist Wissenschaftsautor.