Kredit:Chuck Carter, NRAO/AUI/NSF
Astronomer som använder National Science Foundation Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) har gjort den första radioteleskopdetekteringen av ett planetmassaobjekt bortom vårt solsystem. Objektet, ungefär ett dussin gånger mer massiv än Jupiter, är ett förvånansvärt starkt magnetiskt kraftverk och en "skurk, "reser genom rymden utan ledsagning av någon föräldrastjärna.
"Detta objekt är precis vid gränsen mellan en planet och en brun dvärg, eller "misslyckad stjärna, 'och ger oss några överraskningar som potentiellt kan hjälpa oss att förstå magnetiska processer på både stjärnor och planeter, sa Melodie Kao, som ledde denna studie när han studerade vid Caltech, och är nu en Hubble -postdoktor vid Arizona State University.
Bruna dvärgar är för stora föremål för att betraktas som planeter, ändå inte tillräckligt massiva för att upprätthålla kärnfusion av väte i deras kärnor – processen som driver stjärnor. Teoretiker föreslog på 1960 -talet att sådana föremål skulle existera, men den första upptäcktes inte förrän 1995. De ansågs ursprungligen inte sända ut radiovågor, men 2001 avslöjade en VLA -upptäckt av radiofackling i en stark magnetisk aktivitet.
Efterföljande observationer visade att vissa bruna dvärgar har starka norrsken, liknande de som ses på vårt eget solsystems jätteplaneter. Aurororna som ses på jorden orsakas av att vår planets magnetfält interagerar med solvinden. Dock, ensamma bruna dvärgar har inte en solvind från en närliggande stjärna att interagera med. Hur norrsken orsakas hos bruna dvärgar är oklart, men forskarna tror att en möjlighet är en kretsande planet eller måne som interagerar med den bruna dvärgens magnetfält, som vad som händer mellan Jupiter och dess måne Io.
Det konstiga föremålet i den senaste studien, kallad SIMP J01365663+0933473, har ett magnetfält som är mer än 200 gånger starkare än Jupiters. Objektet upptäcktes ursprungligen 2016 som en av fem bruna dvärgar forskarna studerade med VLA för att få ny kunskap om magnetfält och de mekanismer genom vilka några av de coolaste sådana föremålen kan producera starkt radioemission. Bruna dvärgmassor är notoriskt svåra att mäta, och vid den tiden, objektet ansågs vara en gammal och mycket mer massiv brun dvärg.
Förra året, ett oberoende team av forskare upptäckte att SIMP J01365663+0933473 var en del av en mycket ung grupp stjärnor. Dess unga ålder innebar att den i själva verket var så mycket mindre massiv att den kunde vara en fritt flytande planet - bara 12,7 gånger mer massiv än Jupiter, med en radie 1,22 gånger Jupiter. 200 miljoner år gammal och 20 ljusår från jorden, föremålet har en yttemperatur på cirka 825 grader Celsius, eller mer än 1500 grader Farenheit. Som jämförelse, solens yttemperatur är cirka 5, 500 grader Celsius.
Skillnaden mellan en gasgigantisk planet och en brun dvärg är fortfarande hett debatterad bland astronomer, men en tumregel som astronomer använder är massan under vilken deuteriumfusion upphör, känd som "deuterium-förbränningsgränsen", runt 13 Jupitermassor.
Samtidigt, Caltech -teamet som ursprungligen upptäckte dess radioemission 2016 hade observerat det igen i en ny studie vid ännu högre radiofrekvenser och bekräftat att dess magnetfält var ännu starkare än först mätt.
"När det meddelades att SIMP J01365663+0933473 hade en massa nära gränsen för deuteriumförbränning, Jag hade precis analyserat sin senaste VLA -data, sa Kao.
VLA -observationerna gav både den första radiodetekteringen och den första mätningen av magnetfältet för ett eventuellt planetmassobjekt bortom vårt solsystem.
Ett så starkt magnetfält "ställer för stora utmaningar för vår förståelse av dynamomekanismen som producerar magnetfälten i bruna dvärgar och exoplaneter och hjälper till att driva norrskenet vi ser, sa Gregg Hallinan, från Caltech.
"Det här speciella objektet är spännande eftersom att studera dess magnetiska dynamomekanismer kan ge oss nya insikter om hur samma typ av mekanismer kan fungera på extrasolära planeter - planeter bortom vårt solsystem. Vi tror att dessa mekanismer inte bara kan fungera i bruna dvärgar, men också på både gasjättar och markbundna planeter, sa Kao.
"Att detektera SIMP J01365663+0933473 med VLA genom dess norrskensradioemission innebär också att vi kan ha ett nytt sätt att upptäcka exoplaneter, inklusive de svårfångade skurkarna som inte kretsar kring en förälderstjärna, sa Hallinan.