През годините на наблюдения планетарните учени и астрофизиците са разработили много начини за търсене на далечни екзопланети.
Смята се, че само в Млечния път не трябва да имапо-малко от 100 милиарда светове, от които почти 300 милиона трябва да имат условия, подходящи за появата на живот. Но в момента са известни малко над 5200 потвърдени екзопланети, а наблюденията на други 9000 кандидат-обекта все още се тестват.
Как се образува полярното сияние?
Аврора - цветно "светлинно шоу"които могат да се наблюдават в нощното небе в субполярни и понякога умерени ширини. Полярните сияния възникват, когато заредени частици (електрони и протони) се сблъскат с газове в горната атмосфера на Земята.
Тези сблъсъци предизвикват малки светкавицикоито покриват небето с разноцветни "шарени". Когато се появят милиарди светкавици последователно, полярните сияния изглеждат сякаш се движат или „танцуват“ в небето.
В зависимост от това кои атомичастиците взаимодействат, то може да бъде с различни цветове. Например най-често срещаният зелен оттенък се получава, когато заредени частици се сблъскат с кислородни молекули на височина от 100 до 300 km, а азотните атоми на височина около 100 km дават розово и тъмночервено сияние.
Многоцветни полярни светлини. Изображение: Канадска космическа агенция, Университет на Калгари, Северна астрономия
Въпреки че полярните сияния се виждат главноначин през нощта, те се образуват под въздействието на слънчевия вятър. Това е поток от йонизирани частици, изтичащи от короната на звезда във всички посоки. Тя духа непрекъснато, но при нормални условия магнитното поле на Земята образува невидим щит, който ни предпазва от слънчевия вятър. От време на време слънчевият вятър се засилва и „пробива“ защитата. В резултат на това поток от частици взаимодейства с газове в магнитно поле (магнитосфера), пораждайки великолепни полярни сияния.
Магнитното поле на Земята насочва зареденитечастици към полюсите. Формата на магнитното поле на Земята създава два овала на полярното сияние над северния и южния магнитни полюси. Освен това, колкото по-активно е Слънцето, толкова „по-широк“ ще бъде този овал и на по-ниските географски ширини ще се вижда полярното сияние.
Достига най-голяма активност под въздействието наизхвърляне на коронална маса. По време на това явление огромен „балон“ от заредена плазма изригва от слънчевата корона, движейки се със средна скорост над 400 km/s.
Художествена илюстрация на изхвърляне на коронална маса и предпазни линии на магнитното поле. Изображение: Канадска космическа агенция
Има ли полярни сияния на други планети?
Аврорите не са уникални земниявление. Ако една планета има атмосфера и магнитно поле, най-вероятно ще изпита полярни сияния. По време на астрономически наблюдения изследователите са наблюдавали подобни явления на много планети в Слънчевата система.
Магнитните полета на Юпитер и Сатурн са много по-силниот тази на Земята (например напрегнатостта на екваториалното поле на Юпитер е 4,3 Гауса в сравнение с 0,3 Гауса за Земята). Не е изненадващо, че и на двата газови гиганта се наблюдават мащабни полярни сияния.
Полярните сияния на Сатурн са подобни на тези на Земятасе образуват под въздействието на слънчевия вятър. Но на Юпитер това явление е много по-сложно. Основният овал на полярните сияния на Юпитер е свързан с плазма, която изригва от вулканите на луната Йо и достига магнитосферата на планетата. Друг тип полярни сияния на планетата се свързват със слънчевия вятър.
Освен това луните, особено Йо, също самощни източници на сияние. Възниква поради магнитното динамо - ефектът на самогенериране на поле при движение поради относителното движение между въртящата се планета и движещата се луна. Този ефект генерира електрически токове, движещи се по силови линии и "зареждащи" частици в атмосферата.
Аврора на Юпитер. Изображение: NASA, ESA & Джон Т. Кларк (Мичигански университет)
Полярните сияния са наблюдавани и на Венера иМарс. Венера няма магнитно поле, така че полярните сияния на тази планета изглеждат като ярки и разпръснати петна с различна форма и интензитет, понякога разпределени в целия диск на планетата. И на Червената планета бяха открити няколко вида подобни явления наведнъж, които се обясняват по различни начини.
Освен това през 2014–2016 г. изследваниятаКорабът Rosetta наблюдава полярни сияния дори на кометата Чурюмов-Герасименко. Може да се види в далечния ултравиолетов диапазон на дължина на вълната. Изследователите смятат, че това се случва, когато ускорените електрони от слънчевия вятър взаимодействат с газови частици в кома, облак, заобикалящ ядрото на планетата.
Полярни сияния в ултравиолетова светлина върху комета. Изображение: ESA/Rosetta/NAVCAM
Звездни ветрове на далечни светове и търсене на живот
През 2021 г. намеци за наличие на такивавзаимодействията, възникващи в други звездни системи, бяха открити за първи път с помощта на радиотелескопа LOFAR (Low-Frequency Array) в Холандия. Изследователите са открили около 20 звезди джуджета, излъчващи специфично радиоизлъчване. Въпреки че тези планети все още нямат открити екзопланети, този ефект наподобява взаимодействието на звездните ветрове с магнитните полета на други обекти.
В своето изследване учените се фокусираха върхучервени джуджета, най-често срещаният тип звезди във Вселената, съставляващи повече от 70% от „населението“ на Млечния път. Тези звезди са малки и хладни: тяхната маса е не повече от една трета от слънчевата и обикновено са до 50 пъти по-слаби.
Планетите от Слънчевата система излъчват мощнирадиовълни, когато техните магнитни полета взаимодействат със слънчевия вятър, но радиосигнали от планети в други звездни системи не могат да бъдат открити до 2021 г.
По време на проучването планетарните учени откриха 19звездни системи, от които идва радиоизлъчването. Данните напомнят за взаимодействието на магнитните полета на Юпитер и Йо. Въпреки че самите екзопланети все още не са открити, взаимодействието между планетата и звездата е най-доброто обяснение за наблюдаваните явления.
През 2022 г. изследовател от ЛейдънУниверситетът Роб Кавана отиде още по-далеч. Той разработи математически модели, които описват как звездните ветрове и магнитните полета на различни планети си взаимодействат. Моделите на Кавана са полезни за нещо повече от откриване на нови екзопланети.
Данните, събрани от радиотелескопа, също могат да бъдатизползвайте за изследване на звездната система. Например, въз основа на модели и фиксиран сигнал може да се определи размерът на планетата и нейната орбита. В допълнение, силата на радиацията може също да даде представа за свойствата на самите звездни ветрове и размера на магнитното поле около екзопланетата.
Това е важна информация, защото е достаВероятно магнитното поле на Земята ни е осигурило атмосфера. Това означава, че наличието и размерът на магнитното поле дава на астрономите индикация за потенциалната обитаемост на планетата.
Роб Кавана, моделист
Изследователите ще продължат да разработват моделивзаимодействия между звезди и планети, за да се създаде техника за широкомащабно търсене на екзопланети с помощта на радиоастрономически наблюдения. Може би именно този метод ще направи възможно намирането на друг обитаем свят в нашата галактика.
Прочетете още:
Защо Луната, а не Марс: основното за мисията Artemis-1 и защо е необходима
Древен амулет пренаписа историята на най-мистериозния език в Европа
Основната теория за произхода на човека беше опровергана: откъде сме дошли