Pada masa ini, saintis hanya dapat mencari planet di luar Sistem Suria kita menggunakan kaedah tidak langsung. Bergantung pada kaedahnya, ini akan melibatkan mencari tanda-tanda transit di hadapan bintang (Transit Photometry), mengukur bintang untuk tanda-tanda goyangan (Doppler Spectroscopy), mencari cahaya yang dipantulkan dari atmosfer planet (Pengimejan Langsung), dan kaedah lain.
Berdasarkan parameter tertentu, para astronom kemudian dapat menentukan sama ada planet berpotensi untuk dihuni atau tidak. Walau bagaimanapun, sekumpulan ahli astronomi dari Belanda baru-baru ini melancarkan kajian di mana mereka menggambarkan pendekatan baru untuk memburu eksoplanet: mencari tanda-tanda aurorae. Kerana ini adalah hasil interaksi antara medan magnet planet dan bintang, kaedah ini boleh menjadi jalan pintas untuk mencari kehidupan!
Untuk memecahkannya, interaksi antara medan magnet dan zarah-zarah bermuatan yang kerap dipancarkan oleh bintang (aka angin suria) adalah penyebab aurorae. Lebih-lebih lagi, kehadiran fenomena ini menghasilkan gelombang radio yang mempunyai tanda tangan yang berbeza yang dapat dikesan oleh pemerhatian radio di Bumi. Inilah yang dilakukan oleh para astronom yang berpangkalan di Belanda menggunakan Low Frequency Array (LOFAR).
LOFAR adalah array sensor serbaguna yang dipasangkan dengan komputer dan infrastruktur rangkaian untuk menangani jumlah data yang sangat besar. Inti array ("superterp") terdiri daripada rangkaian tiga puluh lapan stesen yang tertumpu di timur laut Belanda dengan 14 stesen tambahan di negara jiran Jerman, Perancis, Sweden, UK, Ireland, Poland, dan Latvia.
Seperti yang ditunjukkan dalam kajian mereka, yang baru-baru ini muncul dalam jurnal Alam semula jadi, LOFAR dapat mengesan jenis gelombang radio frekuensi rendah yang diramalkan dari bintang berdekatan - GJ 1151, kerdil merah jenis M lebih dari 25 tahun cahaya dari Bumi. Seperti yang dijelaskan oleh Harish Vedantham, saintis kakitangan di ASTRON dan pengarang utama kajian, dalam satu kenyataan akhbar NYU:
"Gerakan planet melalui medan magnet kuat kerdil merah bertindak seperti mesin elektrik dengan cara yang sama seperti dinamo basikal. Ini menghasilkan arus besar yang menguatkan aurorae dan pancaran radio pada bintang. "
Jenis interaksi bintang-planet ini telah diramalkan selama lebih dari tiga puluh tahun, sebahagiannya berdasarkan aktiviti aurora yang telah diperhatikan di Sistem Suria. Walaupun medan magnet Matahari tidak cukup kuat untuk menghasilkan pelepasan radio jenis ini di tempat lain di Sistem Suria, aktiviti serupa telah dilihat dengan Musytari dan Bulan-bulan terbesarnya.
Sebagai contoh, interaksi antara medan magnet kuat Musytari dan Io (yang paling dalam dari bulan terbesarnya) menghasilkan aura dan pelepasan radio terang yang bahkan dapat mengatasi cahaya matahari pada frekuensi yang cukup rendah. Namun, ini adalah kali pertama para astronom mengesan dan menguraikan isyarat radio jenis ini dari sistem bintang lain.
Sebagai Joe Callingham, rakan pasca doktoral ASTRON dan pengarang bersama kajian ini, menunjukkan:
"Kami mengadaptasi pengetahuan dari pemerhatian radio berpuluh-puluh tahun Musytari dengan kes bintang ini. Versi skala Jupiter-Io telah lama diramalkan akan wujud dalam sistem planet bintang, dan pelepasan yang kami amati sesuai dengan teori ini. "
Penemuan mereka disahkan oleh pasukan kedua yang penyelidikannya terperinci dalam kajian yang muncul di Surat Jurnal Astrofizik. Untuk kajian mereka, Pope dan rakan-rakannya bergantung pada data yang disediakan oleh instrumen Planet Searcher North High Accuracy Radial velocity (HARPS-N) di Teleskop Nasional Galileo (TNG), yang terletak di pulau La Palma, Sepanyol.
Dengan menggunakan data spektroskopi ini, pasukan dapat menolak kemungkinan isyarat radio yang diperhatikan berasal dari GJ 1151 dihasilkan oleh interaksi dengan bintang lain. Seperti yang dijelaskan oleh Benjamin J. S. Pope, Nagan Sagan Fellow di New York University dan pengarang utama pada makalah kedua,:
“Bintang binari yang berinteraksi juga dapat memancarkan gelombang radio. Dengan menggunakan pemerhatian optik untuk menindaklanjuti, kami mencari bukti rakan bintang yang menyamar sebagai eksoplanet dalam data radio. Kami menolak senario ini dengan sangat kuat, jadi kami berpendapat kemungkinan yang paling mungkin adalah planet berukuran Bumi yang terlalu kecil untuk dikesan dengan alat optik kami. "
Penemuan ini sangat penting kerana berkaitan dengan sistem bintang kerdil merah. Berbanding dengan Matahari kita, kerdil merah kecil, sejuk, dan redup, tetapi juga merupakan jenis bintang yang paling biasa di Alam Semesta - merangkumi 75% bintang di Bima Sakti sahaja. Kerdil merah juga merupakan kandidat yang sangat baik untuk mencari planet terestrial yang terletak di dalam zon yang dapat dihuni circumsolar (HZ).
Ini dicontohkan oleh penemuan baru-baru ini seperti Proxima b (eksoplanet terdekat di luar Sistem Suria kita) dan tujuh planet yang mengorbit TRAPPIST-1. Penemuan ini dan penemuan lain telah menyebabkan para astronom membuat kesimpulan bahawa kebanyakan kerdil merah mengorbit oleh sekurang-kurangnya satu planet daratan (aka. Berbatu).
Walau bagaimanapun, kerdil merah juga terkenal dengan medan magnetnya yang kuat dan sifat berubah-ubah, yang bermaksud bahawa bintang yang mengorbit di HZ mereka akan mengalami aktiviti magnet dan suar yang kuat. Penemuan seperti ini menimbulkan keraguan besar mengenai sama ada sebuah planet yang berada di HZ kerdil merah dapat bertahan lama.
Oleh kerana itu, saintis meramalkan bahawa mana-mana planet yang mengorbit dengan bintang Z kerdil merah memerlukan medan magnet yang kuat untuk memastikan bahawa suar suria dan zarah-zarah yang terisi tidak melepaskan atmosfer mereka sepenuhnya dan menjadikannya sama sekali tidak dapat dihuni. Oleh itu, penemuan ini tidak hanya menawarkan cara baru dan unik untuk menyelidiki persekitaran di sekitar eksoplanet, tetapi juga menawarkan cara untuk menentukan apakah mereka dapat dihuni.
Dengan mencari pelepasan radio frekuensi rendah, para astronom bukan sahaja dapat mengesan eksoplanet tetapi juga mengukur kekuatan medan magnet mereka dan intensitas radiasi bintang mereka. Penemuan ini akan membantu menentukan sama ada planet berbatu yang mengorbit bintang kerdil merah mampu menyokong kehidupan atau tidak.
Pope dan rakan-rakannya kini berusaha menggunakan kaedah ini untuk mencari pelepasan serupa dari bintang lain. Dalam 20 tahun cahaya Sistem Suria kita, terdapat sekurang-kurangnya 50 bintang kerdil merah, dan banyak di antaranya telah dijumpai sekurang-kurangnya satu planet mengorbitnya. Kedua-dua pasukan Vedantham dan Pope menjangkakan bahawa kaedah baru ini akan membuka cara baru untuk mencari dan mencirikan eksoplanet.
"Tujuan jangka panjang adalah untuk menentukan apa kesan aktiviti magnet bintang terhadap kebiasaan eksoplanet, dan pelepasan radio adalah sebahagian besar dari teka-teki itu," kata Vedantham. "Hasil kerja kami telah menunjukkan bahawa ini dapat dilaksanakan dengan teleskop radio generasi baru dan menempatkan kita di jalan yang menarik."
Pastikan untuk melihat video penemuan baru-baru ini, milik ASTRON:
