Радіосигнал екзопланети вперше вдалося відокремити від випромінювання її материнської зорі. Джерелом виявилися полярні сяйва молодого газового гіганта в системі Бета Живописця. Точку, звідки надходять радіохвилі, визначили за допомогою прив’язки до далеких яскравих галактик. За частотою сигналу оцінили силу магнітного поля самої планети. Прямих вимірювань такого роду для світів поза Сонячною системою досі не було.
Половина кутової секунди
Система Бета Живописця розташована приблизно за 64 світлові роки від Землі. У ній обертаються щонайменше три газові гіганти, найбільший з яких, планета b, важить майже як 12 Юпітерів. Від свого світила вона на небі відходить щонайбільше на 0,55 секунди. Приблизно такий кут займає двосантиметрова монета з відстані семи з половиною кілометрів.
Раніше радіосплески в подібних системах не вдавалося однозначно пов’язати з планетою. Радіохвилі такого типу могла давати й магнітно активна зоря. Попередній пошук на нижчих, мегагерцових частотах результату теж не дав.
Команда Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики та Орегонського університету чотири рази спостерігала Бета Живописця у 2025 і 2026 роках за допомогою масиву антен MeerKAT у ПАР. Знімок прив’язали до небесної координатної сітки за дев’ятьма квазарами, надзвичайно яскравими ядрами далеких галактик. Радіоджерело збіглося з планетою b. Імовірність того, що похибки вимірювань випадково змістили б сигнал від зорі на таку відстань, становить лише близько шести на мільйон. Висновки, викладені в препринті на arXiv, ще не пройшли рецензування.
Поле в тисячі разів сильніше за земне
Сигнал складався з коротких повторюваних сплесків зі ступенем кругової поляризації від 40 до 70 %. Як пише ScienceAlert, це класичний відбиток полярних сяйв. Випромінюють у них електрони, що рухаються вздовж магнітних силових ліній, а частота хвиль прямо залежить від напруженості поля. Механізм має назву електронної циклотронної мазерної нестабільності й діє також поблизу полюсів Землі та Юпітера.
Найвища частота сягнула 3,5 гігагерца, тобто верхньої межі діапазону спостережень. Звідси випливає магнітна індукція планети щонайменше 1,25 кілогауса. Гаус є одиницею, якою вимірюють силу магнетизму, а приставка «кіло» означає тисячу. Звичайний магніт на холодильнику створює біля своєї поверхні близько 50 гаусів, а середнє поле Землі становить лише половину гауса. Газовий гігант перевершує перше значення мінімум у 25 разів, а друге — у 2500. Результат узгоджується з моделлю динамо, тобто механізму в надрах, що підтримує магнетизм. Для молодого масивного світу вона передбачала близько 1,2 кілогауса.
Дев’ятигодинна доба
Енергію для сяйв автори пов’язують зі швидким обертанням. Доба на Бета Живописця b триває близько дев’яти годин, як показали дані James Webb, а на Юпітері — майже десять. Заповнена плазмою магнітосфера далеко від поверхні відстає від планети. Через цей зсув уздовж силових ліній виникають струми, які розганяють електрони.
Плазма може надходити з атмосфери самого газового гіганта або з газу уламкового диска навколо світила. Зоряний вітер і взаємодія з супутником, як у пари Юпітер та Іо, дали б надто малу потужність, тому ці пояснення автори відкинули.
Цю систему досліджують і українські астрономи. Дар’я Добричева і Максим Василенко з Головної астрономічної обсерваторії НАН України за допомогою машинного навчання підтвердили в ній наявність екзокомет.
Несподівана версія про рентген
Слабке рентгенівське випромінювання системи зафіксували ще раніше і пов’язували з центральною зорею. Автори нової роботи обережно припускають, що його може давати й планета b. Тоді за співвідношенням двох видів випромінювання вона нагадувала б ультрахолодні карлики, до яких належать найхолодніші зорі та субзоряні об’єкти.
Температура поверхні Бета Живописця становить близько 8090 кельвінів. Це майже точно межа, вище якої одиночні зорі класу A перестають світитися в цьому діапазоні. Розділити світило і планети на знімках обсерваторії Chandra неможливо.
Наступні цілі
Ще сім газових гігантів у п’яти системах у межах приблизно 147 світлових років від Землі розташовані достатньо далеко від своїх зір для такого методу. Щоб зафіксувати їхні сигнали, потрібні прилади, вп’ятеро чи навіть усемеро чутливіші за нинішні. Такі можливості автори очікують від радіообсерваторій наступного покоління.
Для самої Бета Живописця b спостереження варто продовжувати. Сплески мають змінюватися разом з обертанням, тож за ними можна визначити нахил магнітної осі планети та геометрію її поля.
