Με τα χρόνια των παρατηρήσεων, πλανητικοί επιστήμονες και αστροφυσικοί έχουν αναπτύξει πολλούς τρόπους για να αναζητήσουν μακρινούς εξωπλανήτες.
Υπολογίζεται ότι μόνο στον Γαλαξία θα έπρεπε να υπάρχει όχιλιγότεροι από 100 δισεκατομμύρια κόσμους, εκ των οποίων σχεδόν τα 300 εκατομμύρια πρέπει να έχουν συνθήκες κατάλληλες για την εμφάνιση της ζωής. Αλλά λίγο περισσότεροι από 5.200 επιβεβαιωμένοι εξωπλανήτες είναι επί του παρόντος γνωστοί και οι παρατηρήσεις άλλων 9.000 υποψηφίων αντικειμένων εξακολουθούν να δοκιμάζονται.
Πώς σχηματίζεται το σέλας;
Aurora - ένα πολύχρωμο "light show"που μπορεί να παρατηρηθεί στον νυχτερινό ουρανό σε υποπολικά και μερικές φορές εύκρατα γεωγραφικά πλάτη. Τα σέλας εμφανίζονται όταν φορτισμένα σωματίδια (ηλεκτρόνια και πρωτόνια) συγκρούονται με αέρια στην ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης.
Αυτές οι συγκρούσεις προκαλούν μικροσκοπικές λάμψειςπου σκεπάζουν τον ουρανό με πολύχρωμα «μοτίβα». Όταν δισεκατομμύρια αναλαμπές συμβαίνουν διαδοχικά, τα σέλας φαίνονται να κινούνται ή να «χορεύουν» στον ουρανό.
Ανάλογα με ποια άτοματα σωματίδια αλληλεπιδρούν, μπορεί να είναι διαφορετικών χρωμάτων. Για παράδειγμα, η πιο κοινή, πράσινη, απόχρωση εμφανίζεται όταν φορτισμένα σωματίδια συγκρούονται με μόρια οξυγόνου σε υψόμετρο 100 έως 300 km και τα άτομα αζώτου σε υψόμετρο περίπου 100 km δίνουν μια ροζ και σκούρα κόκκινη λάμψη.
Πολύχρωμα πολικά φώτα. Εικόνα: Canadian Space Agency, University of Calgary, Astronomy North
Αν και τα σέλας είναι ορατά κυρίωςτρόπο τη νύχτα, σχηματίζονται υπό την επίδραση του ηλιακού ανέμου. Αυτό είναι ένα ρεύμα ιονισμένων σωματιδίων που ρέουν από το στέμμα ενός αστεριού προς όλες τις κατευθύνσεις. Πνέει συνεχώς, αλλά υπό κανονικές συνθήκες, το μαγνητικό πεδίο της Γης σχηματίζει μια αόρατη ασπίδα που μας προστατεύει από τον ηλιακό άνεμο. Από καιρό σε καιρό, ο ηλιακός άνεμος εντείνεται και «διαπερνά» την προστασία. Ως αποτέλεσμα, ένα ρεύμα σωματιδίων αλληλεπιδρά με αέρια σε ένα μαγνητικό πεδίο (μαγνητόσφαιρα), δημιουργώντας υπέροχα σέλας.
Το μαγνητικό πεδίο της Γης κατευθύνει φορτισμένοσωματίδια προς τους πόλους. Το σχήμα του μαγνητικού πεδίου της Γης δημιουργεί δύο οβάλ σέλας πάνω από τον βόρειο και τον νότιο μαγνητικό πόλο. Επιπλέον, όσο πιο ενεργός είναι ο Ήλιος, τόσο πιο «πλατύ» θα είναι αυτό το οβάλ και όσο χαμηλότερα γεωγραφικά πλάτη θα είναι ορατό το σέλας.
Φτάνει στη μεγαλύτερη δραστηριότητά του υπό την επίδραση τουστεφανιαίες εκτινάξεις μάζας. Κατά τη διάρκεια αυτού του φαινομένου, μια τεράστια «φυσαλίδα» φορτισμένου πλάσματος εκρήγνυται από το ηλιακό στέμμα, κινούμενη με μέση ταχύτητα πάνω από 400 km / s.
Καλλιτεχνική απεικόνιση στεφανιαίων εκτινάξεων μάζας και προστατευτικών γραμμών μαγνητικού πεδίου. Εικόνα: Καναδική Διαστημική Υπηρεσία
Υπάρχουν σέλας σε άλλους πλανήτες;
Τα σέλας δεν είναι μοναδικά επίγειαφαινόμενο. Εάν ένας πλανήτης έχει ατμόσφαιρα και μαγνητικό πεδίο, πιθανότατα θα βιώσει σέλας. Κατά τη διάρκεια αστρονομικών παρατηρήσεων, οι ερευνητές έχουν παρατηρήσει παρόμοια φαινόμενα σε πολλούς πλανήτες του ηλιακού συστήματος.
Τα μαγνητικά πεδία του Δία και του Κρόνου είναι πολύ ισχυρότερααπό αυτό της Γης (για παράδειγμα, η ένταση του ισημερινού πεδίου του Δία είναι 4,3 Gauss σε σύγκριση με 0,3 Gauss για τη Γη). Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι παρατηρούνται σέλας μεγάλης κλίμακας και στους δύο γίγαντες αερίου.
Τα σέλας στον Κρόνο είναι παρόμοια με αυτά στη Γησχηματίζονται υπό την επίδραση του ηλιακού ανέμου. Αλλά στον Δία αυτό το φαινόμενο είναι πολύ πιο περίπλοκο. Το κύριο οβάλ των σέλας του Δία σχετίζεται με το πλάσμα που εκρήγνυται από τα ηφαίστεια στο φεγγάρι Io και φτάνει στη μαγνητόσφαιρα του πλανήτη. Ένας άλλος τύπος σέλας στον πλανήτη σχετίζεται με τον ηλιακό άνεμο.
Επιπλέον, τα φεγγάρια, ειδικά η Ιώ, είναι επίσηςισχυρές πηγές του σέλας. Προκύπτει λόγω του μαγνητικού δυναμό - η επίδραση της αυτοπαραγωγής ενός πεδίου όταν κινείται λόγω της σχετικής κίνησης μεταξύ του περιστρεφόμενου πλανήτη και του κινούμενου φεγγαριού. Αυτό το φαινόμενο δημιουργεί ηλεκτρικά ρεύματα που κινούνται κατά μήκος των γραμμών δύναμης και «φορτίζουν» σωματίδια στην ατμόσφαιρα.
Aurora στον Δία. Εικόνα: NASA, ESA & John T. Clarke (Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν)
Σέλας έχουν επίσης παρατηρηθεί στην Αφροδίτη καιΑρης. Η Αφροδίτη δεν έχει μαγνητικό πεδίο, επομένως τα σέλας σε αυτόν τον πλανήτη μοιάζουν με φωτεινά και διάσπαρτα σημεία διαφόρων σχημάτων και εντάσεων, μερικές φορές κατανεμημένα σε όλο τον δίσκο του πλανήτη. Και στον Κόκκινο Πλανήτη, ανακαλύφθηκαν αρκετοί τύποι παρόμοιων φαινομένων ταυτόχρονα, τα οποία εξηγούνται με διαφορετικούς τρόπους.
Επιπλέον, το 2014–2016, η έρευναΤο πλοίο Rosetta παρατήρησε σέλας ακόμη και στον κομήτη Churyumov-Gerasimenko. Θα μπορούσε να φανεί στο μακρινό εύρος μήκους κύματος υπεριώδους. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι συμβαίνει όταν τα επιταχυνόμενα ηλεκτρόνια από τον ηλιακό άνεμο αλληλεπιδρούν με σωματίδια αερίου στο κώμα, ένα σύννεφο που περιβάλλει τον πυρήνα του πλανήτη.
Σέλας στο υπεριώδες φως σε έναν κομήτη. Εικόνα: ESA/Rosetta/NAVCAM
Αστρικοί άνεμοι μακρινών κόσμων και η αναζήτηση της ζωής
Το 2021, υπαινιγμοί για την παρουσία τέτοιωνΟι αλληλεπιδράσεις που συμβαίνουν σε άλλα αστρικά συστήματα ανιχνεύθηκαν για πρώτη φορά χρησιμοποιώντας το ραδιοτηλεσκόπιο LOFAR (Low-Frequency Array) στην Ολλανδία. Οι ερευνητές ανακάλυψαν περίπου 20 νάνους αστέρες που εκπέμπουν συγκεκριμένη ραδιοεκπομπή. Αν και αυτοί οι πλανήτες δεν έχουν ακόμη ανακαλύψει εξωπλανήτες, αυτό το φαινόμενο μοιάζει με την αλληλεπίδραση των αστρικών ανέμων με τα μαγνητικά πεδία άλλων αντικειμένων.
Στη μελέτη τους, οι επιστήμονες εστίασαν σεοι κόκκινοι νάνοι, ο πιο κοινός τύπος αστεριών στο Σύμπαν, που αποτελούν περισσότερο από το 70% του «πληθυσμού» του Γαλαξία. Αυτά τα αστέρια είναι μικρά και δροσερά: η μάζα τους δεν υπερβαίνει το ένα τρίτο του Ήλιου και είναι συνήθως έως και 50 φορές πιο αδύναμα.
Οι πλανήτες του ηλιακού συστήματος εκπέμπουν ισχυράραδιοκύματα όταν τα μαγνητικά τους πεδία αλληλεπιδρούν με τον ηλιακό άνεμο, αλλά τα ραδιοφωνικά σήματα από πλανήτες σε άλλα αστρικά συστήματα δεν μπορούσαν να ανιχνευθούν μέχρι το 2021.
Κατά τη διάρκεια της μελέτης, πλανητικοί επιστήμονες ανακάλυψαν 19αστρικά συστήματα από τα οποία προέρχεται η ραδιοεκπομπή. Τα δεδομένα θυμίζουν την αλληλεπίδραση των μαγνητικών πεδίων του Δία και της Ιώ. Αν και οι ίδιοι οι εξωπλανήτες δεν έχουν ακόμη βρεθεί, η αλληλεπίδραση μεταξύ του πλανήτη και του άστρου είναι η καλύτερη εξήγηση για τα παρατηρούμενα φαινόμενα.
Το 2022, ένας ερευνητής από το LeydonΤο Πανεπιστήμιο Rob Kavanagh προχώρησε ακόμη πιο μακριά. Ανέπτυξε μαθηματικά μοντέλα που περιγράφουν πώς αλληλεπιδρούν οι αστρικοί άνεμοι και τα μαγνητικά πεδία διαφορετικών πλανητών. Τα μοντέλα του Kavanagh είναι χρήσιμα για περισσότερα από την απλή ανακάλυψη νέων εξωπλανητών.
Τα δεδομένα που συλλέγονται από το ραδιοτηλεσκόπιο μπορούν επίσης να είναιχρησιμοποιήστε για να εξερευνήσετε το αστρικό σύστημα. Για παράδειγμα, με βάση τα μοντέλα και ένα σταθερό σήμα, μπορεί κανείς να προσδιορίσει το μέγεθος του πλανήτη και την τροχιά του. Επιπλέον, η ισχύς της ακτινοβολίας θα μπορούσε επίσης να παρέχει πληροφορίες για τις ιδιότητες των ίδιων των αστρικών ανέμων και το μέγεθος του μαγνητικού πεδίου γύρω από τον εξωπλανήτη.
Αυτή είναι σημαντική πληροφορία γιατί είναι αρκετάΕίναι πιθανό ότι το μαγνητικό πεδίο της Γης μας παρείχε μια ατμόσφαιρα. Αυτό σημαίνει ότι η παρουσία και το μέγεθος του μαγνητικού πεδίου δίνει στους αστρονόμους μια ένδειξη της πιθανής κατοικιμότητας του πλανήτη.
Rob Kavanagh, μοντελιστής
Οι ερευνητές θα συνεχίσουν να αναπτύσσουν μοντέλααλληλεπιδράσεις μεταξύ άστρων και πλανητών για τη δημιουργία μιας τεχνικής για έρευνες μεγάλης κλίμακας για εξωπλανήτες χρησιμοποιώντας ραδιοαστρονομικές παρατηρήσεις. Ίσως είναι αυτή η μέθοδος που θα καταστήσει δυνατή την εύρεση ενός άλλου κατοικήσιμου κόσμου στον γαλαξία μας.
Διαβάστε περισσότερα:
Γιατί η Σελήνη και όχι ο Άρης: το κύριο πράγμα για την αποστολή Artemis-1 και γιατί χρειάζεται
Ένα αρχαίο φυλαχτό ξανάγραψε την ιστορία της πιο μυστηριώδους γλώσσας της Ευρώπης
Διαψεύστηκε η κύρια θεωρία για την καταγωγή του ανθρώπου: από πού ήρθαμε