Vuosien mittaan planeettatutkijat ja astrofyysikot ovat kehittäneet monia tapoja etsiä kaukaisia eksoplaneettoja.
On arvioitu, että vain Linnunradalla ei pitäisi ollaalle 100 miljardia maailmaa, joista lähes 300 miljoonalla on oltava elämän syntymiselle sopivat olosuhteet. Mutta tällä hetkellä tunnetaan hieman yli 5 200 vahvistettua eksoplaneettaa, ja vielä 9 000 ehdokasobjektin havaintoja testataan edelleen.
Miten aurora muodostuu?
Aurora borealis on värikäs "valoshow", jota voidaan havaita yötaivaalla sirkumpolaarisilla ja joskus leutoilla leveysasteilla.Revontulia esiintyy, kun varautuneet hiukkaset (elektronit ja protonit) törmäävät maapallon ylemmän ilmakehän kaasuihin.
Nämä törmäykset tuottavat pieniä välähdyksiäjotka peittävät taivaan monivärisillä "kuvioilla". Kun miljardeja välähdyksiä tapahtuu peräkkäin, revontulet näyttävät liikkuvan tai "tanssivan" taivaalla.
Riippuen mitkä atomithiukkaset ovat vuorovaikutuksessa, se voi olla erivärinen. Esimerkiksi yleisin, vihreä, sävy syntyy, kun varautuneet hiukkaset törmäävät happimolekyyleihin 100–300 km:n korkeudessa, ja typpiatomit noin 100 km:n korkeudessa antavat vaaleanpunaisen ja tummanpunaisen hehkun.
Moniväriset napavalot. Kuva: Kanadan avaruusjärjestö, Calgaryn yliopisto, Astronomy North
Vaikka revontulet näkyvät pääasiassatavalla yöllä, ne muodostuvat aurinkotuulen vaikutuksesta. Tämä on ionisoitujen hiukkasten virta, joka virtaa tähden koronasta kaikkiin suuntiin. Se puhaltaa jatkuvasti, mutta normaaleissa olosuhteissa Maan magneettikenttä muodostaa näkymätön kilven, joka suojaa meitä aurinkotuulelta. Aurinkotuuli voimistuu aika ajoin ja "murtaa" suojan läpi. Tämän seurauksena hiukkasvirta on vuorovaikutuksessa kaasujen kanssa magneettikentässä (magnetosfäärissä), jolloin syntyy upeita revontulia.
Maan magneettikenttä ohjaa varauksenhiukkasia kohti napoja. Maan magneettikentän muoto luo kaksi revontulia pohjoisen ja etelän magneettinavan yläpuolelle. Lisäksi mitä aktiivisempi aurinko on, sitä "leveämpi" tämä soikea on ja mitä alemmilla leveysasteilla revontulia näkyy.
Se saavuttaa suurimman aktiivisuutensa vaikutuksen alaisenakoronaaliset massapoistot. Tämän ilmiön aikana aurinkokoronasta purkautuu valtava "kupla" varattua plasmaa, joka liikkuu yli 400 km/s keskinopeudella.
Taiteellinen kuva koronaalisista massapoistoista ja magneettikentän suojalinjoista. Kuva: Kanadan avaruusjärjestö
Onko revontulia muilla planeetoilla?
Revontulet eivät ole ainutlaatuisia maanpäällisiäilmiö. Jos planeetalla on ilmakehä ja magneettikenttä, se todennäköisesti kokee revontulia. Tähtitieteellisten havaintojen aikana tutkijat ovat havainneet samanlaisia ilmiöitä monilla aurinkokunnan planeetoilla.
Jupiterin ja Saturnuksen magneettikentät ovat paljon vahvempia kuin maan (esimerkiksi Jupiterin päiväntasaajan kentän vahvuus on4.3 Gaussilaiset verrattuna 0,3 Gaussiansin maapalloon).Ei ole yllättävää, että molemmilla kaasujättiläisillä on suuria revontulia.
Saturnuksen revontulet, kuten Maan, muodostuvat aurinkotuulesta.Jupiterin revontulien tärkein soikea liittyy plasmaan, joka purkautuu Ion kuun tulivuorista ja saavuttaaToinen tyyppi aurora planeetalla liittyy aurinkotuuleen.
Lisäksi kuut, erityisesti Io, ovat myös voimakkaita revontulien lähteitä.Se johtuu magneettisesta dynamosta, itsestään syntyvän kentän vaikutuksesta, kun se liikkuu pyörivän planeetan ja liikkuvan kuun välisen suhteellisen liikkeen vuoksi.Tämä vaikutus tuottaasähkövirrat, jotka liikkuvat voimalinjoja pitkin ja "lataavat" hiukkasia ilmakehässä.
Aurora borealis Jupiterissa.Kuva: NASA, ESA &; John T.Clarke (Michiganin yliopisto)
Revontulia on havaittu myös Venuksella jaMars. Venuksella ei ole magneettikenttää, joten tämän planeetan revontulet näyttävät kirkkailta ja hajaantuneilta täpliltä, joilla on eri muotoja ja intensiteettiä, ja ne ovat joskus jakautuneet koko planeetan levylle. Ja Punaisella planeetalla löydettiin useita samanlaisia ilmiöitä kerralla, jotka selitetään eri tavoin.
Lisäksi vuosina 2014–2016 tutkimusRosetta-alus havaitsi revontulia jopa Churyumov-Gerasimenko-komeetalla. Se voidaan nähdä kaukaisella ultraviolettiaallonpituusalueella. Tutkijat uskovat, että se tapahtuu, kun aurinkotuulen kiihdytetyt elektronit ovat vuorovaikutuksessa kaasuhiukkasten kanssa koomassa, planeetan ydintä ympäröivässä pilvessä.
Revontulet ultraviolettivalossa komeetalla. Kuva: ESA/Rosetta/NAVCAM
Kaukaisten maailmojen tähtituulet ja elämän etsiminen
Vuonna 2021 vihjeitä tällaisten esiintymisestämuissa tähtijärjestelmissä esiintyvät vuorovaikutukset havaittiin ensin LOFAR (Low-Frequency Array) radioteleskoopilla Alankomaissa. Tutkijat ovat löytäneet noin 20 kääpiötähteä, jotka lähettävät erityistä radiosäteilyä. Vaikka näillä planeetoilla ei ole vielä löydetty eksoplaneettoja, tämä vaikutus muistuttaa tähtituulten vuorovaikutusta muiden esineiden magneettikenttien kanssa.
Tutkimuksessaan tutkijat keskittyivätpunaiset kääpiöt, maailmankaikkeuden yleisin tähtityyppi, jotka muodostavat yli 70 % Linnunradan ”populaatiosta”. Nämä tähdet ovat pieniä ja viileitä: niiden massa on enintään kolmannes Auringon massasta ja ne ovat yleensä jopa 50 kertaa himmeämpiä.
Aurinkokunnan planeetat säteilevät voimakkaitaradioaaltoja, kun niiden magneettikentät ovat vuorovaikutuksessa aurinkotuulen kanssa, mutta muiden tähtijärjestelmien planeettojen radiosignaaleja pystyttiin havaitsemaan vasta 2021.
Planeettatutkijat löysivät tutkimuksen aikana 19tähtijärjestelmät, joista radiosäteily tulee. Tiedot muistuttavat Jupiterin ja Ion magneettikenttien vuorovaikutusta. Vaikka itse eksoplaneettoja ei ole vielä löydetty, planeetan ja tähden välinen vuorovaikutus on paras selitys havaituille ilmiöille.
Vuonna 2022 tutkija LeydonistaYliopisto Rob Kavanagh meni vielä pidemmälle. Hän kehitti matemaattisia malleja, jotka kuvaavat, kuinka eri planeettojen tähtituulet ja magneettikentät ovat vuorovaikutuksessa. Kavanaghin mallit ovat hyödyllisiä muutakin kuin vain uusien eksoplaneettojen löytämiseen.
Radioteleskoopin keräämät tiedot voivat myös ollakäyttää tähtijärjestelmän tutkimiseen. Esimerkiksi mallien ja kiinteän signaalin perusteella voidaan määrittää planeetan koko ja sen rata. Lisäksi säteilyn voimakkuus voisi myös antaa käsityksen itse tähtituulten ominaisuuksista ja eksoplaneetan ympärillä olevan magneettikentän koosta.
Tämä on tärkeää tietoa, koska se on melkoistaOn todennäköistä, että Maan magneettikenttä tarjosi meille ilmakehän. Tämä tarkoittaa, että magneettikentän olemassaolo ja koko antavat tähtitieteilijöille viitteitä planeetan mahdollisesta asumiskelpoisuudesta.
Rob Kavanagh, mallintekijä
Tutkijat jatkavat mallien kehittämistätähtien ja planeettojen välisiä vuorovaikutuksia tekniikan luomiseksi laajamittaiseen eksoplaneettojen etsintään radioastronomisten havaintojen avulla. Ehkä tämä menetelmä mahdollistaa toisen asuttavan maailman löytämisen galaksissamme.
Lue lisää:
Miksi Kuu eikä Mars: tärkein asia Artemis-1-operaatiossa ja miksi sitä tarvitaan
Muinainen amuletti kirjoitti uudelleen Euroopan salaperäisimmän kielen historian
Pääteoria ihmisen alkuperästä kumottiin: mistä me tulimme