张大妈

人类首次收到系外行星无线电信号,背后有哪些尖端探测设备立大功?

源自136位全网作者

18:37

10月10日,“人类首次收到系外行星无线电信号”登上热榜,许多人的第一反应是“外星人来电了”。科学家的回答恰恰相反:信号千真万确,来自约64光年外一颗行星自身,本质是极光产生的辐射,而非任何智慧文明的通信。这次真正的突破,是人类第一次把无线电信号锁定在系外行星本身而不是它的主星,并由此拿到首个系外行星磁场测量值。一个由哈佛-史密森天体物理中心Kevin Ortiz Ceballos率领的科研团队,使用南非MeerKAT射电望远镜阵列,研究了距地球约64光年的“绘架座β”行星系统。该论文合著者、哈佛大学天文学教授埃多·伯杰直言,无线电信号确实容易让人联想到寻找地外智慧生命,但这次完全不同。星空天文白天数星星

收到的是什么:一颗巨行星的“极光来电”

这个行星系统已知包含一颗恒星和三颗行星,发出信号的绘架座β b是一颗质量约为木星12倍的气态巨行星,不具备落脚条件,和“宜居星球”是两回事。它绕着一颗质量约为太阳1.75倍的年轻恒星运行,整个绘架座β系统在天文学上非常年轻,只有两三千万年历史,而太阳系已有45亿年。宁波晚报白天数星星

观测显示,信号短暂且重复,电波呈强烈圆极化——这正是极光的典型特征。原理与地球极光相同:带电粒子沿行星磁场线螺旋运动,激发大气发光的同时释放无线电波;圆偏振正是极光辐射区别于其他射电源的性质,研究人员在绘架座β b上观测到了同样的信号特征。宁波晚报天文在线

顺着电波反推,团队拿到了比“收到信号”更硬核的成果:产生电波区域的磁场强度至少1250高斯,约为木星磁场的数百倍,这是人类首次测得系外行星的磁场强度。并非所有行星都有磁场,而磁场意味着一层天然护盾——地球的磁场挡住了太阳风对大气的持续剥蚀,才保住了地表环境。这颗行星的极光射电虽与智慧无关,却第一次让“行星磁场”变成了能在几十光年外测量的物理量。星空天文白天数星星

功臣一号:MeerKAT阵列,加一套把行星从恒星里“摘出来”的方法

系外行星射电并不是第一次“疑似”出现。天文学家早就知道,太阳系行星的磁场与太阳风相互作用时会发出强无线电波,但此前从未确认收到过来自太阳系外行星的信号。此前多次观测都出现过来自系外行星方向的射电迹象,最终无一得到证实,卡点是无法排除源头其实是主星——恒星本身就是强射电源,行星的信号很容易被淹没。央视网白天数星星

这次的关键破局在定位。研究人员把无线电图像与极端遥远的背景类星体方位进行比对,这些类星体充当了精确的参考标记,把恒星和行星的位置准确区分开来,信号源最终与绘架座β b的位置高度吻合。完成这次“分家”的硬件,是由64面天线组成的MeerKAT射电望远镜阵列——平方公里阵列SKA的先导设施,昵称“狐獴”,架设在南非干旱高原上,干涉成像的灵敏度与分辨率足以在60多光年外把“恒星电台”和“行星电台”拆开。信号还被多次、在多个频率上录到,每次都会出现,排除了偶然干扰的可能。星空天文知乎白天数星星

哈佛—史密森天体物理中心团队强调,这不是外星智慧生命的通信痕迹,而是行星超强磁场存在的证据;对研究者而言,这可能是人类首次明确探测到来自系外行星的射电信号,有助于检验行星内部理论模型。微博长江云新闻

功臣二号:几十年的“行星档案”,让信号有人认领

射电阵列负责“听见”,但要回答“响的是谁”,靠的是绘架座β系统几十年的观测积累:它是银河系中被研究得最深入的系统之一,恒星周围有一个巨大的尘埃碎片盘,NASA的哈勃太空望远镜于2015年详细拍摄了这些。发信号的β b属于最早通过直接成像捕获的系外行星之一,2008年即被确认;系统中的β c、β d分别于2019年和2026年相继现身,其中今年7月由地面望远镜直接成像确认的β d,亮度只有β b的百分之一,是迄今利用地面直接成像发现的最暗系外行星。正因为行星的位置、轨道和长相早有光学红外的“档案”,射电图像里那个多出来的亮点,才第一次能被明确指认:信号是β b发的。白天数星星深空探测实验室

连发现者都意外,但同行评审还没盖章

这项结果连团队自己都感到意外。伯杰说,这轮观测起初更像一次试探,直到研究生凯文·奥尔蒂斯·塞巴洛斯带着探测结果走进他的办公室。过去学界假设,如果系外行星有磁场,应该大致像木星,其无线电发射频率会低于他们这次实际发现的水平;而要把极光射电延伸到观测到的频段,需要极其强大的磁场——信号的出现,等于改写了这个默认预期。白天数星星

这篇题为《Discovery of radio emission from the exoplanet β Pictoris b》的论文,9月15日发布在预印本平台arXiv。研究团队明确说明,该报告尚未经过同行评审,审查正在进行中,预计将在未来几个月内完成。星空天文白天数星星

未参与研究的学者还给出了更硬的检验标准:极光源应随行星大约八小时一圈的自转不断旋转进出视野,观测到信号随时间脉动,才能坐实“异星极光”。一旦通过证实,这些结果将表明系外行星的磁场可能远超预期。天文在线白天数星星

对普通读者,这次“首次”值得记住的是方法而非噱头:一台足够灵敏的射电阵列、把类星体当基准的定位技术,再加一份被反复成像了几十年的行星档案。团队已申请更多望远镜时间继续跟踪绘架座β b,有望顺带解开磁场为何如此之强的谜题。磁场是保护大气和生命的关键条件,这类发现可能成为未来寻找外星生命的关键线索。至于“外星人”,可以散了:那只是一颗年轻巨行星在约64光年外亮起的、看不见却听得见的极光。宁波晚报

内容由AI生成
0
扫一下,分享更方便,购买更轻松
0评论

当前文章无评论,是时候发表评论了
提示信息

取消
确认
评论举报

最新文章 热门文章