소식

Jan 07, 2024

최초로 태양계 외부에서 방사선 벨트가 감지되었습니다.

척 카터(Chuck Carter), 멜로디 카오(Melodie Kao), Heising-Simons 재단을 구독하면 동의하게 됩니다.

척 카터, 멜로디 카오, 하이징-시몬스 재단

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천문학자들은 처음으로 우리 태양계 외부에 방사선 벨트가 있다는 증거를 발견했습니다.

복사 벨트는 지구에서 18광년 떨어진 초저온 왜성(저질량 별)인 LSR J1835+3259 주변에서 발견되었습니다.

다양한 라디오 접시를 통해 얻은 고해상도 이미지는 이 별의 물체에서 "지속적이고 강렬한 라디오 방출"을 보여주었습니다.

이미지는 물체의 자기장에 갇힌 고에너지 입자 구름을 보여주었습니다.

Melodie는 "우리는 실제로 자기권에서 무선 방출 플라즈마(방사선 벨트)를 관찰하여 목표물의 자기권을 이미징하고 있습니다. 이전에는 태양계 외부의 가스 거대 행성 크기에 대해 수행된 적이 없습니다"라고 말했습니다. 캘리포니아 대학교 산타 크루즈의 박사후 연구원이자 이 연구의 첫 번째 저자인 Kao는 공식 성명에서 이렇게 말했습니다.

자기권은 천체를 둘러싸고 있는 자기장이 지배하는 영역으로, 대전 입자가 갇혀 있는 곳입니다.

우리 행성에는 또한 태양으로부터 고에너지 입자를 가두는 Van Allen 벨트라고 불리는 거대한 도넛 모양의 방사선 벨트 구름이 있습니다. 거대 가스 목성과 같은 우리 태양계의 다른 큰 행성들 역시 화산 위성 이오(Io)에서 방출되는 에너지 전자를 포획하는 복사 벨트를 가지고 있습니다.

새로 확인된 방사선 벨트는 목성의 방사선 벨트와 유사합니다. 나란히 비교해 보면 이 물체의 띠는 목성의 띠보다 "1천만 배 더 밝다".

연구에 따르면 초냉각왜성은 질량이 작은 별과 무거운 갈색왜성 사이의 경계에 걸쳐 있습니다.

방사선 벨트를 이해하면 종종 우주 물체의 자기장 모양과 내부 구조에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다.

예를 들어, 지구 내부는 전기 전도성 유체를 가질 만큼 충분히 뜨겁습니다. 이는 강한 자기장 생성을 돕고 이를 통해 지구상의 생명체를 지탱합니다.

목성의 경우 액체 금속 수소가 자기장을 생성합니다. Kao에 따르면, 갈색 왜성 내부의 금속 수소는 아마도 자기장을 생성할 수 있다고 합니다.

그러나 연구팀은 이 연구 대상에서 자기장의 강도와 모양을 결정하는 것이 어렵다는 것을 발견했습니다. 이 두 가지 요소는 행성의 거주 가능성을 결정하는 데 중요합니다.

공동 저자인 애리조나 주립대학의 Evgenya Shkolnik은 "이것은 더 많은 그러한 물체를 찾고 더 작고 작은 자기권을 찾는 기술을 연마하여 궁극적으로 거주 가능한 지구 크기 행성에 대한 연구를 가능하게 하는 중요한 첫 번째 단계입니다."라고 말했습니다. 수년간 자기장을 연구해온 대학.

이 천체는 하나의 대형 전파 망원경 역할을 하는 하와이에서 독일까지 뻗어 있는 39개의 전파 안테나 네트워크를 사용하여 면밀히 조사되었습니다.

라디오 접시 네트워크는 미국의 NRAO와 독일의 Max Planck Institute for Radio Astronomy에서 운영하는 Effelsberg 전파 망원경에 의해 조정됩니다.

연구 결과는 네이처 저널에 게재됐다.

연구 개요:

지구, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성1 등 모든 대규모 태양계 행성 자기권에는 방사선 벨트가 존재합니다1. 에너지가 최대 수십 MeV에 달하는 상대론적 입자로 구성된 이러한 지속적인 적도 지역은 행성 반경의 10배 이상까지 확장될 수 있으며 점진적으로 변화하는 전파 방출2-4을 방출하고 가까운 달의 표면 화학에 영향을 줍니다5. 최근 관측에 따르면 초저온왜성(ultracool dwarf)으로 통칭되는 매우 낮은 질량의 별과 갈색왜성은 대규모 자기권 전류9-11에서 주기적으로 폭발하는 오로라6-8과 같은 행성과 같은 전파 방출을 생성할 수 있음이 입증되었습니다. 그들은 또한 경험적 다파장 플레어 관계8,15에서 벗어남에도 불구하고 낮은 수준의 코로나 플레어링14,15을 추적하는 것으로 가정된 천천히 변화하는 대기 무선 방출7,12,13을 나타냅니다. 여기에 우리는 8.4 GHz에서 초저온 왜성 LSR J1835+3259의 고해상도 이미지를 제시하여 대기 전파 방출이 공간적으로 분해되고 목성 복사대와 형태가 유사한 이중엽 및 축대칭 구조를 추적한다는 것을 보여줍니다. 최대 18개의 초저온 왜소 반경이 두 개의 돌출부를 분리하고 있으며, 이는 1년 이상에 걸쳐 세 번의 관찰에서 안정적으로 존재합니다. LSR J1835+3259의 자기 쌍극자에 의해 갇힌 플라즈마의 경우 목성의 방사선 벨트와 일치하는 15 MeV 전자 에너지를 추정합니다4. 우리의 결과는 항성질량순서의 양쪽 끝에 있는 복사대에 대한 최근 예측을 확인하고8,16-19 갈색왜성7, 완전 대류성 M형 왜성20, 무거운 별18에서 비열 정지 무선 방출을 생성하는 회전 자기 쌍극자에 대한 더 광범위한 재검토를 뒷받침합니다18 ,21