太陽系外惑星を検出する新しい方法。ここでは望遠鏡は役に立ちません。

2017 年に、惑星を検出するための 4 つの主な方法について説明しました。アストロメトリー、マイクロレンズ法、視線速度測定、トランジットです。これらに、直接視覚化の技術を追加する必要があります。望遠鏡のより良い仕事のおかげで、今では数十の惑星が発見されています。5 つの方法すべてに 1 つの共通点があります。彼らは、可視光での望遠鏡による観測に依存しています。この場合、ウェッブの観測や、巨大マゼラン望遠鏡などの新しい超望遠鏡に大きな期待が寄せられています。

光学望遠鏡とは違う方法で惑星を観察することは可能ですか?

惑星は電波望遠鏡でも見ることができます。ただし、1 つの重要な条件を満たす必要があります。電波信号は強くなければなりません。つまり、惑星またはその環境が強力な電波放射源であるか、または電波望遠鏡を非常に高感度で高解像度の観測観測に使用する必要があります。

この時点で、あなたはおそらく私たちの文明が生み出す電波放射について考えているでしょう。これは知的生命体の存在の証拠です。しかし、天文学者が提供しているのは、とりわけ恒星風と惑星の磁場との相互作用の結果として発生する電波の観測です。このような現象は、木星などの巨大惑星で特に顕著になる可能性があります。太陽系では、この巨大ガス惑星は、太陽と比較した場合でも、電波画像で非常に明るい場合があります。 

木星とその電波観測、つまり太陽系外惑星を検出する新しい方法の出発点。

太陽系の木星は非常に近く、電波天文学の愛好家でも自家製の機器を使って観測することができます。太陽風の電子と木星の磁場との相互作用の影響は、惑星の側面から来る 10 ～ 40 MHz の範囲の電波ノイズの形で現れます。

もちろん、木星の最高のアマチュア画像でさえ、プロの電波望遠鏡干渉計グリッドを使用して得られたものほど良くはありません. VLA (Very Large Array、米国ニューメキシコ州の電波望遠鏡のネットワーク) の場合、27 の望遠鏡の共同作業のおかげで、電波観測のかなり高い角度分解能を提供します。木星は画像のように見えます。下。惑星と月イオからの物質の放出によって形成されたいわゆるトーラスを示す低解像度の観測のような汚れの代わりに、私たちが知っている木星に似た画像が得られます。つまり、上層大気の雲の帯です。

しかし実際には、観測に適した波長を選択することで、木星を雲の上から観測することができます。VLA で得られた長さ 2 ～ 3 cm、つまり 8 ～ 18 GHz の周波数に対応する観測では、この惑星の深さ 30 ～ 90 km を見ることができます。

太陽系外惑星の探索に必要な新世代の電波望遠鏡

残念ながら、太陽系外惑星は木星よりもはるかに遠くにあります。通過する電波信号を検出するには、巨大な電波望遠鏡を構築する必要があります。電波望遠鏡ではなく、高解像度の観測を提供する干渉グリッドです。さらに、それらの表面の特徴を観察することには興味がありませんが、星に対するそれらの位置を正確に決定することに興味があります。

これまでのところ、電波検出を使用して惑星を観測することはできませんでしたが、適切な観測解像度が得られれば、信号は非常に明確で簡単に検出できるはずであることがコンピューター シミュレーションによって示唆されています。

もちろん、そのような電波観測は、主に強い磁場を持つ巨大な惑星の場合に可能です。ただし、これに成功すると、そのようなオブジェクトの軌道の最も正確な測定値とその内部構造の兆候が得られます。質量が小さく、システム内で検出がより困難な他の惑星がある場合でも、惑星の 1 つの軌道を正確に決定することで、他の天体の場合にそれらをより簡単に絞り込むことができます。

出典: バークレー, inf. 自分の入力写真: NASA/JPL-Caltech/R. ホールセール（IPAC）