Under åren av observationer har planetforskare och astrofysiker utvecklat många sätt att söka efter avlägsna exoplaneter.
Det uppskattas att endast i Vintergatan bör det finnas nrmindre än 100 miljarder världar, varav nästan 300 miljoner måste ha förutsättningar som är lämpliga för livets uppkomst. Men drygt 5 200 bekräftade exoplaneter är för närvarande kända, och observationer av ytterligare 9 000 kandidatobjekt testas fortfarande.
Hur bildas norrskenet?
Aurora - en färgstark "ljusshow"som kan observeras på natthimlen på subpolära och ibland tempererade breddgrader. Norrsken uppstår när laddade partiklar (elektroner och protoner) kolliderar med gaser i jordens övre atmosfär.
Dessa kollisioner ger små blixtarsom täcker himlen med flerfärgade "mönster". När miljarder blixtar inträffar i följd verkar norrskenet röra sig eller "dansa" på himlen.
Beroende på vilka atomerpartiklar interagerar, det kan vara av olika färger. Till exempel uppstår den vanligaste, gröna, nyansen när laddade partiklar kolliderar med syremolekyler på en höjd av 100 till 300 km, och kväveatomer på en höjd av cirka 100 km ger ett rosa och mörkrött sken.
Flerfärgade polarljus. Bild: Canadian Space Agency, University of Calgary, Astronomy North
Även om norrskenet är synligt främstsätt på natten, de bildas under påverkan av solvinden. Detta är en ström av joniserade partiklar som strömmar från en stjärnas korona i alla riktningar. Det blåser kontinuerligt, men under normala förhållanden bildar jordens magnetfält en osynlig sköld som skyddar oss från solvinden. Då och då förstärks solvinden och "bryter igenom" skyddet. Som ett resultat interagerar en ström av partiklar med gaser i ett magnetiskt fält (magnetosfären), vilket ger upphov till magnifika norrsken.
Jordens magnetfält styr laddadepartiklar mot polerna. Formen på jordens magnetfält skapar två norrskensovaler ovanför de magnetiska nord- och sydpolerna. Dessutom, ju mer aktiv solen är, desto "bredare" kommer denna oval att vara och de lägre breddgraderna kommer norrskenet att synas.
Den når sin största aktivitet under påverkan avkoronala massutkastningar. Under detta fenomen bryter en enorm "bubbla" av laddad plasma ut från solkoronan och rör sig med en medelhastighet på över 400 km/s.
Konstnärlig illustration av koronala massutkastningar och magnetfältskyddslinjer. Bild: Canadian Space Agency
Finns det norrsken på andra planeter?
Norrsken är inte ett unikt landdjurfenomen. Om en planet har en atmosfär och ett magnetfält kommer den med största sannolikhet att uppleva norrsken. Under astronomiska observationer har forskare observerat liknande fenomen på många planeter i solsystemet.
Jupiters och Saturnus magnetfält är mycket starkareän jordens (till exempel är Jupiters ekvatoriska fältstyrka 4,3 Gauss jämfört med 0,3 Gauss för jorden). Inte överraskande observeras storskaliga norrsken på båda gasjättarna.
Norrsken på Saturnus liknar dem på jordenbildas under påverkan av solvinden. Men på Jupiter är detta fenomen mycket mer komplicerat. Den huvudsakliga ovalen av Jupiters norrsken är förknippad med plasma som bryter ut från vulkaner på månen Io och når planetens magnetosfär. En annan typ av norrsken på planeten är förknippad med solvinden.
Dessutom är månarna, särskilt Io, också detkraftfulla källor till norrsken. Det uppstår på grund av magnetisk dynamo - effekten av självgenerering av ett fält under rörelse på grund av den relativa rörelsen mellan den roterande planeten och den rörliga månen. Denna effekt genererar elektriska strömmar som rör sig längs kraftlinjer och "laddar" partiklar i atmosfären.
Aurora på Jupiter. Bild: NASA, ESA & John T. Clarke (Univ. of Michigan)
Norrsken har också observerats på Venus ochMars. Venus har inget magnetfält, så norrskenet på denna planet ser ut som ljusa och spridda fläckar av olika former och intensiteter, ibland fördelade över planetens skiva. Och på den röda planeten upptäcktes flera typer av liknande fenomen på en gång, som förklaras på olika sätt.
Dessutom, 2014–2016, forskningRosettaskeppet observerade norrsken även på kometen Churyumov-Gerasimenko. Det kunde ses i det avlägsna ultravioletta våglängdsområdet. Forskare tror att det uppstår när accelererade elektroner från solvinden interagerar med gaspartiklar i koma, ett moln som omger planetens kärna.
Norrsken i ultraviolett ljus på en komet. Bild: ESA/Rosetta/NAVCAM
Stjärnvindar från avlägsna världar och sökandet efter liv
År 2021, antydningar om förekomsten av sådanainteraktioner som inträffade i andra stjärnsystem upptäcktes först med hjälp av radioteleskopet LOFAR (Low-Frequency Array) i Nederländerna. Forskare har upptäckt cirka 20 dvärgstjärnor som sänder ut specifik radiostrålning. Även om dessa planeter ännu inte har upptäckt exoplaneter, liknar denna effekt samspelet mellan stjärnvindar och andra objekts magnetfält.
I sin studie fokuserade forskarna påröda dvärgar, den vanligaste typen av stjärna i universum, som utgör mer än 70 % av Vintergatans "befolkning". Dessa stjärnor är små och svala: deras massa är inte mer än en tredjedel av solens och de är vanligtvis upp till 50 gånger svagare.
Solsystemets planeter avger kraftfulltradiovågor när deras magnetfält interagerar med solvinden, men radiosignaler från planeter i andra stjärnsystem kunde inte upptäckas förrän 2021.
Under studien upptäckte planetforskare 19stjärnsystem från vilka radiostrålning kommer. Uppgifterna påminner om samspelet mellan Jupiters och Ios magnetfält. Även om själva exoplaneterna ännu inte har hittats, är interaktionen mellan planeten och stjärnan den bästa förklaringen till de observerade fenomenen.
År 2022, en forskare från LeydonUniversitetet Rob Kavanagh gick ännu längre. Han utvecklade matematiska modeller som beskriver hur stjärnvindarna och magnetfälten på olika planeter samverkar. Kavanaghs modeller är användbara för mer än att bara upptäcka nya exoplaneter.
De data som samlas in av radioteleskopet kan också varaanvända för att utforska stjärnsystemet. Till exempel kan man utifrån modeller och en fast signal bestämma planetens storlek och dess omloppsbana. Dessutom skulle strålningens styrka också kunna ge insikt i stjärnvindarnas egenskaper och storleken på magnetfältet runt exoplaneten.
Detta är viktig information eftersom det är ganskaDet är troligt att jordens magnetfält försåg oss med en atmosfär. Det betyder att närvaron och storleken på magnetfältet ger astronomer en indikation på planetens potentiella beboelighet.
Rob Kavanagh, modellare
Forskare kommer att fortsätta att utveckla modellerinteraktioner mellan stjärnor och planeter för att skapa en teknik för storskaliga sökningar efter exoplaneter med hjälp av radioastronomiska observationer. Kanske är det denna metod som gör det möjligt att hitta en annan beboelig värld i vår galax.
Läs mer:
Varför månen och inte Mars: det viktigaste med Artemis-1-uppdraget och varför det behövs
En gammal amulett skrev om historien om Europas mest mystiska språk
Huvudteorin om människans ursprung vederlagdes: var kom vi ifrån