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长三角G60激光联盟导读
据悉 ， 近年来 ， 天文学家已经发现了数千颗系外行星 。 其中大部分都是通过凌日法发现的 ， 即用光学望远镜测量恒星随时间变化的亮度 。 如果恒星的亮度轻微下降 ， 这可能表明有行星从它前面经过 ， 挡住了部分光线 。 凌日法是一个强大的工具 ， 但它也有局限性 。 尤其是这颗行星必须从我们和它的恒星之间经过 ， 我们才能探测到它 。 凌日法也依赖于光学望远镜 。 但一种新方法可以让天文学家使用射电望远镜探测系外行星 。
Tau Bo?tes b系统的艺术渲染图 ， 显示了行星和它的磁场 。 来源：Jack Madden/Cornell University
在无线电波长下观测系外行星并不容易 。 大多数行星不发射太多射电光 ， 而大多数恒星会 。 由于恒星耀斑等因素的影响 ， 来自恒星的射电光也可能变化很大 。 但像木星这样的大型气体行星可能具有无线电亮度 。 不是来自行星本身 ， 而是来自它强大的磁场 。 来自恒星风的带电粒子与磁场相互作用并发射出射电光 。 木星的射电光线非常明亮 ， 你可以用自制的射电望远镜探测到它 ， 天文学家已经探测到几个褐矮星的射电信号 。
由该模型生成的合成无线电图像样本 。
但是 ， 围绕另一颗恒星运行的类木星行星还没有发出清晰的无线电信号 。 在这项新研究中 ， 研究小组观察了这种信号可能是什么样的 。 他们的模型基于磁流体动力学(MHD) ， 它描述了磁场和电离气体如何相互作用 ， 并将其应用于一个名为HD 189733的行星系 ， 该行星系统已知有一个木星大小的世界 。 他们模拟了恒星的恒星风如何与行星磁场相互作用 ， 并计算出了行星的无线电信号 。
他们发现了一些有趣的事情 。 首先 ， 该团队证明 ， 这颗行星会产生一条清晰的光曲线 。 这是一种无线电信号 ， 会随着行星的运动而变化 。 这很好 ， 因为无线电对运动的观测非常精确 。 甚至比光学多普勒观测还要精确 。 他们还发现 ， 无线电观测可以探测到从恒星前面经过的行星的凌日现象 。 无线电信号中会有特定的特征显示行星的磁层是如何从恒星前面经过的 。 因此 ， 天文学家可以更好地了解这颗行星磁层的强度和大小 。
不同行星阶段恒星-行星相互作用的演化 。
这两种信号都非常微弱 ， 所以需要新一代的射电望远镜才能看到它们 。 但如果我们能探测到它们 ， 行星无线电信号将为我们提供系统中至少一颗行星的精确轨道测量 ， 并将帮助我们了解系外行星的组成和内部结构 。 总之 ， 这将是我们对系外星系理解的一个巨大飞跃 。
上图：放大行星磁层 ， 以显示非磁化（左）、弱磁化（中）和强磁化（右）行星的近轨道情况 。 底部：放大行星磁层 ， 显示非磁化（左）、弱磁化（中）和强磁化（右）行星的远轨道情况 。 显示类似于图2 。 该图表明 ， 对于较高的行星磁场 ， 行星磁层的大小更大 。
【寻找行星的一种令人兴奋的方式：检测来自磁层的信号】来源：Exoplanet Radio Transits as a Probe for Exoplanetary Magnetic Fields—Time-dependent MHD Simulations. arXiv:2208.06006v1 [astro-ph.EP
arxiv.org/abs/2208.06006
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