Nel corso degli anni di osservazioni, scienziati planetari e astrofisici hanno sviluppato molti modi per cercare esopianeti distanti.
Si stima che solo nella Via Lattea non dovrebbero esisteremeno di 100 miliardi di mondi, di cui quasi 300 milioni devono avere le condizioni adatte alla nascita della vita. Ma attualmente sono noti poco più di 5.200 esopianeti confermati e le osservazioni di altri 9.000 oggetti candidati sono ancora in fase di test.
Come si forma l'aurora?
Aurora - uno "spettacolo di luci" coloratoche può essere osservato nel cielo notturno a latitudini subpolari e talvolta temperate. Le aurore si verificano quando le particelle cariche (elettroni e protoni) si scontrano con i gas nell'atmosfera superiore della Terra.
Queste collisioni producono piccoli lampiche ricoprono il cielo di "disegni" multicolori. Quando si verificano miliardi di lampi in successione, le aurore sembrano muoversi o "danzare" nel cielo.
A seconda di quali atomile particelle interagiscono, può essere di diversi colori. Ad esempio, la tonalità più comune, il verde, si verifica quando le particelle cariche entrano in collisione con le molecole di ossigeno a un'altitudine compresa tra 100 e 300 km e gli atomi di azoto a un'altitudine di circa 100 km danno un bagliore rosa e rosso scuro.
Luci polari multicolori. Immagine: Canadian Space Agency, Università di Calgary, Astronomy North
Sebbene le aurore siano principalmente visibilimodo notturno, si formano sotto l'influenza del vento solare. Questo è un flusso di particelle ionizzate che scorre dalla corona di una stella in tutte le direzioni. Soffia continuamente, ma in condizioni normali il campo magnetico terrestre forma uno scudo invisibile che ci protegge dal vento solare. Di tanto in tanto, il vento solare si intensifica e "sfonda" la protezione. Di conseguenza, un flusso di particelle interagisce con i gas in un campo magnetico (magnetosfera), dando origine a magnifiche aurore.
Il campo magnetico terrestre è caricoparticelle verso i poli. La forma del campo magnetico terrestre crea due ovali aurora sopra i poli magnetici nord e sud. Inoltre, più attivo è il Sole, più "largo" sarà questo ovale e più basse saranno le latitudini visibili l'aurora.
Raggiunge la sua massima attività sotto l'influenza diespulsioni di massa coronale. Durante questo fenomeno, un'enorme "bolla" di plasma carico erutta dalla corona solare, muovendosi a una velocità media di oltre 400 km/s.
Illustrazione artistica delle espulsioni di massa coronale e delle linee di guardia del campo magnetico. Immagine: Agenzia spaziale canadese
Ci sono aurore su altri pianeti?
Le aurore non sono un unico terrestrefenomeno. Se un pianeta ha un'atmosfera e un campo magnetico, molto probabilmente sperimenterà le aurore. Durante le osservazioni astronomiche, i ricercatori hanno osservato fenomeni simili su molti pianeti del sistema solare.
I campi magnetici di Giove e Saturno sono molto più fortirispetto a quello della Terra (ad esempio, l'intensità del campo equatoriale di Giove è 4,3 Gauss rispetto a 0,3 Gauss per la Terra). Non sorprende che su entrambi i giganti gassosi si osservino aurore su larga scala.
Le aurore su Saturno sono simili a quelle sulla Terrasi formano sotto l'influenza del vento solare. Ma su Giove questo fenomeno è molto più complicato. L'ovale principale delle aurore di Giove è associato al plasma che erutta dai vulcani sulla luna Io e raggiunge la magnetosfera del pianeta. Un altro tipo di aurore sul pianeta è associato al vento solare.
Inoltre, lo sono anche le lune, in particolare Iopotenti fonti dell'aurora. Sorge a causa della dinamo magnetica - l'effetto dell'autogenerazione di un campo quando si muove a causa del movimento relativo tra il pianeta rotante e la luna in movimento. Questo effetto genera correnti elettriche che si muovono lungo linee di forza e "caricano" le particelle nell'atmosfera.
Aurora su Giove. Immagine: NASA, ESA & John T. Clarke (Università del Michigan)
Aurore sono state osservate anche su Venere eMarte. Venere non ha un campo magnetico, quindi le aurore su questo pianeta sembrano macchie luminose e sparse di varie forme e intensità, a volte distribuite su tutto il disco del pianeta. E sul Pianeta Rosso sono stati scoperti contemporaneamente diversi tipi di fenomeni simili, che sono spiegati in modi diversi.
Inoltre, nel 2014-2016, la ricercaLa nave Rosetta ha osservato aurore anche sulla cometa Churyumov-Gerasimenko. Potrebbe essere visto nella gamma di lunghezze d'onda dell'ultravioletto lontano. I ricercatori ritengono che ciò si verifichi quando gli elettroni accelerati del vento solare interagiscono con le particelle di gas nella chioma, una nube che circonda il nucleo del pianeta.
Aurore in luce ultravioletta su una cometa. Immagine: ESA/Rosetta/NAVCAM
Venti stellari di mondi lontani e la ricerca della vita
Nel 2021, accenni alla presenza di talele interazioni che si verificano in altri sistemi stellari sono state rilevate per la prima volta utilizzando il radiotelescopio LOFAR (Low-Frequency Array) nei Paesi Bassi. I ricercatori hanno scoperto circa 20 stelle nane che emettono una specifica emissione radio. Sebbene questi pianeti non abbiano ancora scoperto esopianeti, questo effetto ricorda l'interazione dei venti stellari con i campi magnetici di altri oggetti.
Nel loro studio, gli scienziati si sono concentrati sule nane rosse, il tipo di stella più comune nell’Universo, che costituisce oltre il 70% della “popolazione” della Via Lattea. Queste stelle sono piccole e fredde: la loro massa non supera un terzo di quella del Sole e di solito sono fino a 50 volte più deboli.
I pianeti del sistema solare emettono potentionde radio quando i loro campi magnetici interagiscono con il vento solare, ma i segnali radio provenienti dai pianeti di altri sistemi stellari non potranno essere rilevati fino al 2021.
Durante lo studio, gli scienziati planetari ne hanno scoperti 19sistemi stellari da cui provengono le emissioni radio. I dati ricordano l'interazione dei campi magnetici di Giove e Io. Sebbene gli stessi esopianeti non siano stati ancora trovati, l'interazione tra il pianeta e la stella è la migliore spiegazione per i fenomeni osservati.
Nel 2022, un ricercatore di LeydonL'Università Rob Kavanagh è andato ancora oltre. Ha sviluppato modelli matematici che descrivono come interagiscono i venti stellari e i campi magnetici di diversi pianeti. I modelli di Kavanagh sono utili non solo per scoprire nuovi esopianeti.
Possono esserlo anche i dati raccolti dal radiotelescopioutilizzare per esplorare il sistema stellare. Ad esempio, sulla base di modelli e di un segnale fisso, si possono determinare le dimensioni del pianeta e la sua orbita. Inoltre, la forza della radiazione potrebbe anche fornire informazioni sulle proprietà dei venti stellari stessi e sulla dimensione del campo magnetico attorno all'esopianeta.
Questa è un'informazione importante perché è abbastanzaÈ probabile che il campo magnetico terrestre ci abbia fornito un'atmosfera. Ciò significa che la presenza e le dimensioni del campo magnetico danno agli astronomi un'indicazione sulla potenziale abitabilità del pianeta.
Rob Kavanagh, modellista
I ricercatori continueranno a sviluppare modelliinterazioni tra stelle e pianeti per creare una tecnica per ricerche su larga scala di esopianeti utilizzando osservazioni radioastronomiche. Forse è questo metodo che consentirà di trovare un altro mondo abitabile nella nostra Galassia.
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