Sugárzási öv egy Naprendszeren kívüli égitest körül

39 rádióteleszkóp összehangolt munkája segítségével sugárzási övet sikerült kimutatni egy 18,5 fényévre lévő égitest körül.

Naprendszerünk erős magnetoszférával rendelkező bolygóinak (Föld, Jupiter, Szaturnusz, Uránusz, Neptunusz) van sugárzási öve is, amely a bolygó körül kialakult, nagy sebességű, nagy energiájú részecskékből áll, és különféle rádiótartományú sugárzást bocsát ki. Nemrégiben egy ultrahideg törpecsillag, az LSR J1835+3259 jelű égitest körül észlelték az ilyen övezetekre jellemző sugárzást.
Az ultrahideg törpecsillag olyan, nagyon kis tömegű alig-csillag, aminek a tömege épp átlépte a hidrogénfúzió beindulásához szükséges határt, és aminek a hőmérséklete 2430 Celsius-fok alatti. A legismertebb ilyen csillag a közelünkben lévő, bolygói miatt híressé vált TRAPPIST-1. A jelenleg vizsgált objektum a barna törpék és a legnagyobb lehetséges gázóriás bolygók közt helyezkedik el.
A LSR J1835+3259 „neve” nem ismeretlen a csillagászok előtt, néhány éve ez volt az első Naprendszeren kívüli égitest, amelyen a sarki fényre utaló jeleket észleltek. Bár jelen esetben csillagról beszélünk, mégis olyan jellegű sarki fényt találtak, amit a magnetoszférával rendelkező bolygók körül is előfordul. E sarki fények keltették fel a gyanút és késztették további vizsgálatokra a szakembereket, majd e vizsgálatok nyomán született meg a Nature folyóiratban publikált eredmény is nemrégiben – ezt a Kaliforniai Egyetem (Santa Cruz) ismertette.
A Föld sugárzási öveinek – a Van Allen-övek – létezését az űrkorszak hajnalán, 1958-ban igazolták az Explorer-1, az USA első műholdjának, valamint a néhány héttel későbbi Explorer-3 műholdnak a mérései segítségével. A sugárzási övben a napszéllel érkező nagyenergiás részecskék találhatóak, amelyek a Föld mágneses mezejének csapdájába esve keringenek, két fánk alakú övezetben, egy külső, jórészt elektronokból, s egy belső, jórészt protonokból álló övbe rendeződve. Míg az övek belsejében erős sugárzás honol, addig az alattuk lévő régiót, így bolygónkat is, védelmezik az űrből érkező nagyenergiás részecskéktől, a sarkvidékek kivételével. Az ilyen sugárzási övek létrejöttéhez stabil dipólmágneses térre van szükség.
„A sarki fények segítségével megmérhetjük egy égitest mágneses mezejének erősségét, de az alakját nem. A kísérleteinket úgy terveztük meg, hogy be tudjuk mutatni, miként mérhető fel egy barna törpe, vagy esetleg egy exobolygó mágneses terének alakja” – magyarázta Melodie Kao, a kutatás vezetője. Ezek az adatok egy bolygó esetében meghatározhatják annak lakhatóságát.
Ahhoz, hogy egy égitestnek mágneses tere alakuljon ki, a belsejében elég magas hőmérsékletnek kell uralkodni ahhoz, hogy elektromosan vezetőképes folyadék lehessen, a Föld esetében ez a vasmag olvadt része, a Jupiternél pedig a nagy nyomás és hőmérséklet hatására fémes fázisú hidrogén. A kutatók szerint a most is vizsgált és a hozzá hasonló törpecsillagok esetében is ez a fémes fázisú hidrogén lehet a mágneses tér előteremtéséért felelős, míg a normál csillagoknál az ionizált hidrogén.
A rádiótartományú sugárzás mérése útján akkor is meg lehet állapítani egy ilyen ultrahideg törpecsillag vagy egy gázóriás exobolygó esetében a nagy méretű mágneses mező jelenlétét, ha egyébként a távcsöveink felbontása korlátozza a megfigyelést. Ugyan az út még hosszú ahhoz, hogy a Földhöz hasonló méretű exobolygók mágnességét is megvizsgálják, ám e módszer, a jövőbeli, még jobb felbontású rádiótávcsövekkel oda is el fog majd vezetni. Addig azt igyekszünk megismerni, amit a jelenlegi technikánk lehetővé tesz, és feltárunk minden lehetséges információt ezen megfigyelések alapján. A mostani vizsgálatokhoz 39 egyedi rádióteleszkópból álló hálózattal mértek, ez Hawaii-tól Németországig terjedő méretű volt.