Eksoplanet - dunia yang mengorbit matahari jauh - sangat, sangat jauh. Para astronom mempelajari bagaimana rupa beberapa orang, dan apa yang ada di atmosfer mereka. Segera - untuk pertama kalinya - teleskop baru akan dapat "melihat ke dalam" beberapa exoplanet.
Sejauh ini, lebih dari 4.000 exoplanet telah dikonfirmasi mengorbit bintang lain, dan banyak lagi yang menunggu untuk diverifikasi dan ditemukan. Meskipun mereka begitu jauh, para ilmuwan telah dapat mulai mendapatkan petunjuk tentang seperti apa sebagian dari mereka, apakah mereka raksasa gas besar seperti Jupiter atau dunia berbatu yang lebih kecil seperti Bumi, dan apa yang ada di atmosfer mereka. Tapi sekarang teleskop radio baru di Prancis akan dapat "melihat ke dalam" beberapa dunia eksotis ini dengan mempelajari medan magnet mereka. Medan magnet aktif akan menunjuk ke sebuah planet yang memiliki dinamo magnetik di dalamnya, inti logam cair yang berputar.
Teleskop tersebut akan menjadi bagian dari Low Frequency Array (LOFAR), sebuah array teleskop radio Eropa yang berpusat di Belanda. Instrumen baru itu sendiri, Perpanjangan Baru dalam Peningkatan Nançay LOFAR (NenuFAR), terletak di Stasiun Radioastronomi Nançay di Prancis. Salah satu tugas utama LOFAR adalah menemukan sinyal radio dari bintang paling awal di alam semesta. Tapi itu juga akan mencari bukti medan magnet di sekitar exoplanet. Menurut astrofisikawan Evgenya Shkolnik dari Arizona State University di Tempe:
Ini merupakan penyelidikan terhadap struktur internal yang tidak ada cara lain untuk melakukannya saat ini.
Diharapkan bahwa LOFAR harus dapat melakukan deteksi pertamanya dengan segera, seperti yang dicatat oleh Shkolnik:
Hanya masalah waktu, mungkin berbulan-bulan.
Antena teleskop NenuFAR di Perancis, bagian dari LOFAR. NenuFAR akan dapat "melihat ke dalam" planet ekstrasurya Jupiter yang panas dan mengukur medan magnetnya. Gambar melalui Laurent Denis / Stasiun De Radioastronomie De Nançay / Science.
Mampu mendeteksi dan mempelajari medan magnet planet ekstrasurya adalah penting karena medan magnet tersebut dapat memberikan petunjuk tentang bagaimana planet ini terbentuk dan apa potensi kelayakhuniannya. Medan magnet bumi, misalnya, melindungi permukaan dari sinar kosmik yang mematikan dan partikel bermuatan dari matahari. Ini juga membantu melindungi atmosfer dari dilucuti ke ruang angkasa, seperti yang terjadi dengan Mars, yang sekarang hanya memiliki medan magnet yang sangat lemah. Seperti yang dikatakan Jean-Mathias Griessmeier dari Universitas Orléans di Prancis:
Ini membuka pintu tambahan untuk mempelajari exoplanet dari kejauhan.
Para ilmuwan juga akan dapat membandingkan medan magnet exoplanet dengan yang ada di tata surya kita, untuk melihat seberapa mirip atau berbeda mereka. Apakah yang ada di sekitar planet di tata surya kita khas?
Hot Jupiters adalah planet gas raksasa yang mengorbit sangat dekat dengan bintang-bintang mereka. NenuFAR akan dapat "melihat ke dalam" beberapa dari mereka dengan mempelajari medan magnet mereka. Gambar melalui Peringatan NASA / ESA / J.Bacon / Sains.
Namun, ada batasan untuk apa yang LOFAR dan NenuFAR bisa lakukan. Medan magnet sebagian besar planet ekstrasurya akan terlalu lemah untuk dideteksi, karena jarak yang sangat jauh. Bahkan Jupiter akan sulit ditemukan, jika itu tahun cahaya dari kita. Tetapi untuk satu jenis planet ekstrasurya khususnya - Jupiters panas - itu akan menjadi tugas yang lebih mudah. Hot Jupiters, raksasa gas yang mengorbit sangat dekat dengan bintang-bintang mereka, seharusnya memiliki medan magnet yang lebih kuat, karena diterpa angin bintang yang lebih kuat. Ini akan memungkinkan lebih banyak elektron yang akan dicambuk oleh magnetosfer planet menjadi sinyal yang berpotensi a juta kali lebih kuat dari Jupiter.
NenuFAR akan secara signifikan meningkatkan kemampuan LOFAR untuk mendeteksi medan magnet alien ini dari Jupiters yang panas, karena jauh lebih sensitif terhadap frekuensi yang lebih rendah, dari di bawah 85 megahertz (MHz) - bagian bawah pita radio FM - hingga 10 MHz, di bawahnya yang mana ionosphere memblokir sinyal dari luar angkasa. Akhirnya, akan ada hampir 2.000 antena kerangka-kawat piramidal yang terlibat dalam pencarian, sebagian besar terkandung dalam inti 400 meter (1.300 kaki). Medan magnet dari planet berbatu seperti Bumi mungkin akan terlalu lemah untuk ditemukan dengan susunan NenuFAR saat ini, karena mereka akan berada di bawah batas 10 MHz.
Jupiter memiliki medan magnet yang kuat - tidak terlihat oleh mata manusia - yang mungkin mirip dengan banyak exoplanet mirip Jupiter lainnya. Gambar melalui NASA / Jawaban Antariksa.
Seharusnya tidak terlalu lama sebelum deteksi pertama dilakukan, mungkin hanya beberapa bulan seperti yang dikatakan Shkolnik, karena NenuFAR sudah aktif sejak Juli. Saat ini, 60% dari antena array operasional, dan 80% dari perangkat keras diharapkan akan tersedia pada akhir tahun, sambil menunggu pendanaan lebih lanjut. Saat ini, 80% dari € 15 juta yang dibutuhkan untuk membangun dan mengoperasikan array, dari penyandang dana pemerintah, universitas, dan otoritas lokal, telah diamankan.
NenuFAR akan fokus pada selusin Jupiters panas yang dikenal, dalam jangka panjang mengamati berjalan. Ini akan bergabung dengan observatorium lain, seperti Owens Valley Long Wavelength Array (OVRO-LWA) di California, yang akan memiliki 352 antena ketika selesai tahun depan. Namun, susunan ini tidak sepeka NenuFAR, dan akan memindai seluruh langit alih-alih hanya melihat pada Jupiters panas terkenal yang dipilih, dengan harapan akan mendeteksi semburan besar sinyal yang dihasilkan oleh pengusiran massa koronal yang mengenai magnet planet. bidang. Mendeteksi dan menganalisis medan magnet exoplanet berbatu seperti Bumi harus menunggu teleskop serupa yang berbasis di luar angkasa atau di sisi jauh bulan untuk melepaskan diri dari ionosfer Bumi, yang memblokir emisi radio lebih rendah dari 10 MHz.
NenuFAR, dan susunan teleskopik serupa di masa depan yang mengikutinya, akan memberikan langkah signifikan lainnya dalam memahami bagaimana exoplanet terbentuk dan berevolusi, dan seberapa mirip - dan berbeda - mereka dengan planet-planet di tata surya kita sendiri.
Intinya: Sebuah teleskop radio baru akan segera membiarkan para ilmuwan "melihat ke dalam" planet luar Jupiter panas dan mengukur medan magnet mereka untuk pertama kalinya.