ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์สามารถมองหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะของเราโดยใช้วิธีการทางอ้อม สิ่งนี้จะเกี่ยวข้องกับการค้นหาสัญญาณของการผ่านหน้าดาว (Transit Photometry), การวัดดาวสำหรับสัญญาณของการส่าย (Doppler Spectroscopy), มองหาแสงที่สะท้อนจากชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ (Direct Imaging) และ ฆ่าวิธีอื่น ๆ
จากพารามิเตอร์บางประการนักดาราศาสตร์ก็สามารถระบุได้ว่าดาวเคราะห์นั้นน่าจะอาศัยอยู่ได้หรือไม่ อย่างไรก็ตามทีมนักดาราศาสตร์จากเนเธอร์แลนด์เพิ่งออกการศึกษาซึ่งพวกเขาอธิบายวิธีการใหม่สำหรับการล่าดาวเคราะห์นอกระบบ: มองหาสัญญาณของแสงออโรร่า เนื่องจากสิ่งเหล่านี้เป็นผลมาจากการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์และดาววิธีนี้อาจเป็นทางลัดในการค้นหาสิ่งมีชีวิต!
ในการทำลายมันการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กและอนุภาคที่มีประจุซึ่งปล่อยออกมาจากดาวฤกษ์อย่างสม่ำเสมอ (ลมสุริยะ) เป็นสิ่งที่ทำให้เกิดแสงออโรร่า ยิ่งกว่านั้นการปรากฏตัวของปรากฏการณ์นี้ทำให้เกิดคลื่นวิทยุที่มีลายเซ็นที่แตกต่างที่สามารถตรวจจับได้โดยหอดูดาววิทยุบนโลก นี่เป็นสิ่งที่นักดาราศาสตร์เนเธอร์แลนด์ใช้โดยใช้คลื่นความถี่ต่ำ (LOFAR)
LOFAR เป็นอาร์เรย์เซ็นเซอร์อเนกประสงค์ที่จับคู่กับคอมพิวเตอร์และโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายเพื่อให้สามารถจัดการข้อมูลปริมาณมากได้ แกนกลางของแถวลำดับ ("superterp") ประกอบด้วยเครือข่ายของสถานีสามสิบแปดสถานีที่ตั้งอยู่ทางตะวันออกเฉียงเหนือของเนเธอร์แลนด์โดยมีสถานีเพิ่มเติม 14 สถานีในประเทศเพื่อนบ้านเยอรมนีฝรั่งเศสสวีเดนสวีเดนสหราชอาณาจักรไอร์แลนด์โปแลนด์และลัตเวีย
ตามที่ระบุในการศึกษาซึ่งเพิ่งปรากฏในวารสาร ธรรมชาติ, LOFAR สามารถตรวจจับชนิดของคลื่นวิทยุความถี่ต่ำที่คาดการณ์จากดาวฤกษ์ใกล้เคียง - GJ 1151 ซึ่งเป็นดาวแคระแดงประเภท M ในช่วง 25 ปีแสงจากโลก ในฐานะ Harish Vedantham นักวิทยาศาสตร์ของ ASTRON และผู้เขียนหลักของการศึกษาได้อธิบายไว้ในแถลงการณ์ NYU:
“ การเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ผ่านสนามแม่เหล็กแรงของดาวแคระแดงทำหน้าที่เหมือนเครื่องยนต์ไฟฟ้าในลักษณะเดียวกับที่ไดนาโมจักรยานทำงาน สิ่งนี้สร้างกระแสขนาดใหญ่ที่ขับเคลื่อนออโรร่าและการปล่อยคลื่นวิทยุบนดาว "
การปฏิสัมพันธ์ระหว่างดวงดาวบนดาวเคราะห์เหล่านี้ได้รับการทำนายมานานกว่าสามสิบปีซึ่งส่วนหนึ่งขึ้นอยู่กับกิจกรรมออโรร่าที่พบในระบบสุริยะ แม้ว่าสนามแม่เหล็กของดวงอาทิตย์จะไม่แข็งแรงพอที่จะก่อให้เกิดการปล่อยคลื่นวิทยุประเภทนี้ในที่อื่นในระบบสุริยะ แต่กิจกรรมที่คล้ายกันนี้เคยเห็นกับดาวพฤหัสและดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุด
ตัวอย่างเช่นการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กแรงสูงของดาวพฤหัสบดีกับ Io (สุดของดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุด) ก่อให้เกิดแสงออโรร่าและการปล่อยคลื่นวิทยุที่สว่างซึ่งแม้แต่ส่องแสงดวงอาทิตย์ที่ความถี่ต่ำพอสมควร อย่างไรก็ตามนี่เป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์ตรวจพบและถอดรหัสสัญญาณวิทยุประเภทนี้จากระบบดาวอื่น
ในฐานะที่เป็นโจคอลลินแฮมเพื่อนร่วมงานหลังปริญญาเอกของ ASTRON และผู้เขียนร่วมของการศึกษาระบุว่า:
“ เราปรับความรู้จากทศวรรษของการสังเกตการณ์ทางวิทยุของดาวพฤหัสบดีเป็นกรณีของดาวดวงนี้ ดาวพฤหัสบดี - ไอโอรุ่นที่ขยายขนาดขึ้นได้รับการคาดการณ์มานานแล้วว่ามีอยู่ในระบบดาวเคราะห์ - ดาวและการปล่อยที่เราสังเกตเห็นนั้นสอดคล้องกับทฤษฎีเป็นอย่างดี”
การค้นพบของพวกเขาได้รับการยืนยันโดยทีมที่สองซึ่งการวิจัยมีรายละเอียดในการศึกษาที่ปรากฏใน จดหมายวารสารทางฟิสิกส์ สำหรับการศึกษาของพวกเขาสมเด็จพระสันตะปาปาและเพื่อนร่วมงานของเขาอาศัยข้อมูลที่จัดทำโดยเครื่องมือความแม่นยำสูง Radial velocity velocity Planeter North (HARPS-N) บนกล้องโทรทรรศน์แห่งชาติกาลิเลโอ (TNG) ตั้งอยู่บนเกาะ La Palma ประเทศสเปน
ด้วยการใช้ข้อมูลทางสเปกโทรสโกปีทีมสามารถแยกแยะความเป็นไปได้ที่สัญญาณวิทยุที่สังเกตมาจาก GJ 1151 นั้นถูกสร้างขึ้นโดยการโต้ตอบกับดาวดวงอื่น ดังที่เบนจามินเจ. เอส. สมเด็จพระสันตะปาปานาซ่าซาแกนเฟลโลว์ที่มหาวิทยาลัยนิวยอร์กและผู้เขียนหลักในบทความที่สองอธิบายว่า:
“ การมีปฏิสัมพันธ์ดาวคู่สามารถปล่อยคลื่นวิทยุ จากการใช้การสังเกตด้วยแสงเพื่อติดตามเราค้นหาหลักฐานของสหายที่เป็นดาราที่ปลอมตัวเป็นดาวเคราะห์นอกระบบในข้อมูลวิทยุ เราตัดภาพเหตุการณ์นี้ออกมาอย่างรุนแรงดังนั้นเราคิดว่าความเป็นไปได้ที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดคือดาวเคราะห์ขนาดเล็กเกินไปที่จะตรวจจับด้วยเครื่องมือทางทัศนศาสตร์ของเรา”
การค้นพบเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากเกี่ยวข้องกับระบบดาวแคระแดง เมื่อเปรียบเทียบกับดวงอาทิตย์ดาวแคระแดงของเรามีขนาดเล็กเย็นและสลัว แต่ก็เป็นดาวประเภทที่พบมากที่สุดในจักรวาลซึ่งคิดเป็น 75% ของดาวในทางช้างเผือก ดาวแคระแดงยังเป็นตัวเลือกที่ดีมากในการค้นหาดาวเคราะห์บนพื้นโลกซึ่งอยู่ภายในเขตเอื้ออาศัยได้
สิ่งนี้เป็นตัวอย่างที่ดีจากการค้นพบเมื่อไม่นานมานี้เช่น Proxima b (ดาวเคราะห์นอกระบบที่ใกล้เคียงที่สุดนอกเหนือจากระบบสุริยะของเรา) และดาวเคราะห์ทั้งเจ็ดที่โคจร TRAPPIST-1 การค้นพบเหล่านี้และอื่น ๆ ได้ทำให้นักดาราศาสตร์สรุปว่าดาวแคระแดงส่วนใหญ่โคจรรอบดาวเคราะห์อย่างน้อยหนึ่งดาวเคราะห์ (aka. rocky)
อย่างไรก็ตามดาวแคระแดงเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งและธรรมชาติที่แปรปรวนซึ่งหมายความว่าดาวที่โคจรอยู่ใน HZs ของพวกมันจะถูกกิจกรรมแม่เหล็กและเปลวไฟที่รุนแรง การค้นพบเช่นนี้ทำให้เกิดความสงสัยอย่างมากว่าดาวเคราะห์ที่อยู่ใน HZ ของดาวแคระแดงสามารถช่วยชีวิตได้นานมากหรือไม่
ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์ทำนายว่าดาวเคราะห์ใด ๆ ที่โคจรด้วย HZ ดาวแคระแดงจะต้องมีสนามแม่เหล็กแรงเพื่อให้แน่ใจว่าเปลวสุริยะและอนุภาคที่มีประจุไม่สามารถแยกชั้นบรรยากาศของพวกมันออกไปและทำให้พวกมันอาศัยอยู่ไม่ได้อย่างสมบูรณ์ ดังนั้นการค้นพบครั้งนี้ไม่เพียง แต่นำเสนอวิธีการที่ไม่เหมือนใครในการสำรวจสภาพแวดล้อมรอบ ๆ ดาวเคราะห์นอกระบบ แต่ยังเสนอวิธีการในการพิจารณาว่าพวกมันอาศัยอยู่ได้หรือไม่
ด้วยการค้นหาการปล่อยคลื่นวิทยุความถี่ต่ำทำให้นักดาราศาสตร์ไม่เพียง แต่สามารถตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบ แต่ยังวัดความแข็งแกร่งของสนามแม่เหล็กและความเข้มของการแผ่รังสีของดาวฤกษ์ การค้นพบนี้จะไปไกลในการพิจารณาว่าดาวเคราะห์หินที่โคจรรอบดาวแคระแดงสามารถช่วยชีวิตได้หรือไม่
สมเด็จพระสันตะปาปาและเพื่อนร่วมงานของเขากำลังใช้วิธีนี้เพื่อค้นหาการปล่อยที่คล้ายกันจากดาวดวงอื่น ภายใน 20 ปีแสงของระบบสุริยะของเรามีดาวแคระแดงอย่างน้อย 50 ดวงและดาวเหล่านี้จำนวนมากพบว่ามีดาวเคราะห์อย่างน้อยหนึ่งดวงที่โคจรรอบพวกมัน ทั้งทีมของ Vedantham และ Pope คาดหวังว่าวิธีการใหม่นี้จะเปิดทางใหม่ในการค้นหาและกำหนดลักษณะดาวเคราะห์นอกระบบ
“ เป้าหมายระยะยาวคือการกำหนดสิ่งที่ส่งผลกระทบต่อกิจกรรมแม่เหล็กของดาวที่มีต่อการอยู่อาศัยของดาวเคราะห์นอกระบบและการปล่อยคลื่นวิทยุเป็นปริศนาชิ้นใหญ่ชิ้นนั้น” Vedantham กล่าว “ งานของเราแสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้ใช้ได้กับกล้องโทรทรรศน์วิทยุรุ่นใหม่และทำให้เราอยู่ในเส้นทางที่น่าตื่นเต้น”
อย่าลืมตรวจสอบวิดีโอของการค้นพบล่าสุดนี้ด้วยความอนุเคราะห์จาก ASTRON:
