Trobar planetes a l’Univers és bastant difícil… Tot i que dos planetes del sistema solar s’alinearan avui (Júpiter i Saturn) per formar un dels objectes més brillants vistos en centenars d’anys. Però si bé els brillants Júpiter i Saturn són sempre visibles a simple vista, Neptú no es va observar directament fins al 1846 tot i estar al nostre propi sistema solar. No vam començar a descobrir planetes fora del sistema solar fins 150 anys després de Neptú. Com Neptú, els trobem (encara que indirectament), a través de la llum visible. Tot i això, un equip internacional d’investigadors potser acaba de fer la primera detecció d’un exoplaneta a través de les emissions de ràdio creades per l’aurora del planeta.
Liderat per l’investigador postdoctoral de Cornell, Jake D. Turner, Philippe Zakara de l’Observatori de París i Jean-Mathias Greissmeier de la Universitat d’Orléans, l’equip té un proper article sobre Astronomia i astrofísica basat en la detecció teoritzada d’exoauroa. Mitjançant l’antena de banda baixa LOFAR (LOw Frequency ARray) amb seu a Holanda, es van capturar dades d’emissions de ràdio de tres sistemes solars: 55 Cancri, Upsilon Andromedae i Tau Boötis. Cadascun d’aquests sistemes conté exoplanetes coneguts. La investigació no consistia a descobrir nous exoplanetes, sinó a provar si els planetes coneguts d’aquests sistemes es podrien detectar buscant els senyals de ràdio. Els planetes emeten senyals de ràdio creats a partir d’interaccions entre els seus camps magnètics i el plasma o “vent solar” que irradia des de les seves estrelles “pares”. Quan el plasma d’una estrella s’enreda a la bombolla magnètica al voltant d’un planeta (la magnetosfera), l’aurora visible es crea igual que les llums nord/sud que veiem al nostre propi planeta. Aquestes aurora també creen emissions de ràdio que viatgen anys llum per l’espai.
Provat i testat
Actualment, només tenim un grapat de mètodes per detectar mons llunyans fora del nostre propi sistema solar. Els dos que tenen més èxit són l’espectroscòpia doppler (o el mètode de la velocitat radial) i el mètode de trànsit.
Coneixeu l’efecte doppler de les ones de so? Una ambulància que passa a prop nostre, la seva sirena el sentim com sons aguts quan s’aproxima, però mes greus a l’allunyar-se. Doncs les ones de llum també experimenten aquest efecte doppler. Quan un objecte s’acosta a nosaltres, la seva llum es desplaça cap a una part més blava de l’espectre visible. Quan un objecte s’allunya de nosaltres, la seva llum es desplaça cap a la part més vermella de l’espectre. Les estrelles amb planetes mostren llum canviada de color blau i vermell perquè literalment oscil·len endavant i enrere mentre són atretes per la gravetat dels seus planetes que orbiten. La oscil·lació es mesura com la “velocitat radial” de l’estrella o la velocitat que viatja cap a nosaltres o allunyant-la durant el transcurs de la oscil·lació.
El segon és el mètode de trànsit que utilitzen les missions de caça de planetes com TESS i Kepler. Aquestes missions veuen les siluetes d’exoplanetes llunyans. A mesura que aquests planetes orbiten al voltant de les seves estrelles amfitriones, bloquegen una part de la llum de les estrelles des de la nostra perspectiva projectant una ombra mesurable a través de l’espai: un trànsit. El trànsit ens parla de la mida del planeta, la distància a la seva estrella mare i la durada de l’any. Mitjançant els dos mètodes, s’han descobert milers d’exoplanetes.
Un “Júpiter” calent i sorollós
La detecció d’emissions de ràdio afegeix un nou mètode possible de caça d’exoplanetes. Dels tres sistemes solars observats, el sistema estel·lar Tau Boötis va mostrar un resultat prometedor que l’equip creu que podria ser una emissió de ràdio des d’un planeta. Tau Boötis resideix a 51 anys llum de la Terra a la constel·lació de Boötes. El sistema conté una estrella de classe F (Tau Boötis A) aproximadament un 50% més gran que el nostre propi Sol i 3 vegades més lluminosa. L’estrella té un company nana vermella de classe M (Tau Boötis B) que orbita a una distància de 220 UA (més de 7 vegades la distància que Neptú orbita al nostre propi Sol). L’estrella F principal té un conegut exoplaneta gegant gasós anomenat Tau Boötis Ab. Tau Boötis Ab va ser en realitat un dels primers exoplanetes descoberts el 1996 mitjançant espectroscòpia doppler.
Hi ha fortes proves que el senyal de ràdio del sistema Tau Boötis emana del propi planeta. Tau Boötis Ab és un gegant gasós “Júpiter calent” que orbita una setena part de la distància que Mercuri orbita al nostre Sol. El seu any dura només 3 dies. La proximitat a l’estrella fa de Tau Boötis Ab un candidat ideal per a l’observació d’emissions de ràdio. Enredat tan estretament al plasma estel·lar, el camp magnètic del planeta es sobrealimenta creant emissions de ràdio un milió de vegades més fortes que les de Júpiter.
La senyal detectada també mostrava un grau de polarització esperat per l’emissió de ràdio planetària auroral, que també és diferent d’altres objectes astronòmics. Tanmateix, les fulguracions i explosions estel·lars de vegades poden polaritzar-se, cosa que significa que la font de ràdio podria originar-se de Tau Boötis B, l’estrella companya nana, ja que les estrelles nanes M són conegudes per violentes fulguracions solars. Com assenyala l’equip: “calen observacions de seguiment per confirmar la presència d’aquest feble senyal i, posteriorment, verificar-ne l’origen”.
i mètode de detecció d’exoplanetes crèdit: NASA
Magnetosferes habitables
Si efectivament el senyal es va originar a partir de Tau Boötis Ab, és possible que estiguem veient una nova era de detecció d’exoplanetes. Convé que aquesta nova era sigui iniciada per Tau Boötis Ab. Els Júpiter calents van ser alguns dels primers planetes descoberts per espectroscòpia doppler perquè la seva massa i òrbita propera a les seves estrelles van fer que la seva “oscil·lació” d’aquestes estrelles pares fos més pronunciat.
A més d’una nova eina de detecció, la implicació d’aquest descobriment és que tenim una manera de determinar la força de la magnetosfera d’un món distant, rellevant per a l’habitabilitat. L’atmosfera de la Terra està protegida pel nostre camp magnètic que impedeix que els vents solars portin la nostra atmosfera a l’espai (literalment bufat pel Sol), tal com li va passar a l’atmosfera de Mart, que fa molts anys va ser molt més densa…