Primeiro uso do I-LOFAR com o telescópio LOFAR internacional

Artigo de Aaron Golden, astrônomo visitante no Observatório de Armagh e planetário

Stephen Bourke trabalha no departamento de espaço, terra e meio ambiente, observatório espacial onsala na Suécia, e Aaron Golden na escola de matemática em Nui Galway, e é um astrônomo visitante no Observatório de Armagh e planetário. As observações I-LOFAR foram tomadas como parte da LOFAR proposta LC9_040 "uma busca por Aurora em estrelas de flare nas proximidades usando LOFAR".


I-LOFAR alcançou outro marco na noite de 6 de março, quando toda a rede de telescópio LOFAR em todo o continente europeu, incluindo a Birr outstation foi pela primeira vez usado pelos astrônomos irlandeses Stephen Bourke e Aaron Golden para observar o estrela de flare CN Leonis nas proximidades. A equipe espera ' Catch ' um clarão estelar explodindo na Corona da estrela, e usar as observações de rádio tomadas em Birr e em toda a rede LOFAR para entender como tais flares evoluem ao longo do tempo e como eles são semelhantes às erupções solares que experimentamos aqui na terra. CN Leo é uma pequena estrela anã vermelha a cerca de 8 anos-luz de distância na constelação de leão, e é provável que possua um sistema planetário. Na verdade, agora sabemos que a grande maioria das estrelas na galáxia que têm sistemas planetários que poderiam abrigar planetas habitáveis órbita estrelas anãs vermelhas como CN Leo, por isso uma questão muito importante para responder é se ou não tais planetas poderiam sobreviver a realmente muito poderosos sinalizadores estelar que vemos de muitas dessas anãs vermelhas. Estudando a maneira em que tais flares estelar ocorrem e como eles interagem com seus ambientes locais usando I-LOFAR oferece uma nova janela sobre esta importante área da astronomia.

I-LOFAR e sua matriz de alta banda no castelo Birr em miudezas County.

Estrelas variáveis no céu noturno têm sido conhecidos desde a antiguidade-alguns de vocês podem ter ouvido falar do olho nu estrela Algol, no final do ' t ligeiramente distorcida que forma a constelação de Perseu. É um binário eclipsante, pelo qual a passagem do cooler, e dimmer, estrela companheiro passa na frente da maior, estrela primária mais brilhante-em efeito, tornando Algol olhando perceptivamente dimmer, cerca de 1,3 magnitudes a cada 3 dias. Estrelas que escurecem através de eclipses são extremamente úteis para nós, como observações podem ser usadas para estudar atmosferas estelares, e mais famosa, se o escurecimento é causada por um planeta que cruza o disco estelar, podemos medir isso também-na verdade é assim que todos os exoplanetas que um Re regularmente anunciado pela NASA usando o seu Kepler/K2 orbitando Observatório são feitas. Graças a esta técnica, sabemos agora que há milhares de exoplanetas orbitando estrelas próximas, que em muitos aspectos é quase tão revolucionário um conceito como a proposta de Copérnico que os planetas circundam o sol.

I-LOFAR com a Via Láctea sobre a cabeça (crédito: I-LOFAR estagiário Luis Alberto Canizares)

A coisa mais interessante sobre os planetas é a possibilidade de que a vida poderia existir sobre eles, e os astrônomos já embarcaram em estudos para tentar determinar se os ingredientes para a vida como a conhecemos estão presentes nestes exoplanetas. Há muitas maneiras, diretas e indiretas, para tentar ver se um exoplaneta pode caber a conta.

Quão perto está um planeta em órbita de uma estrela? Muito perto, e o calor perpétuo assando irá cozer qualquer atmosfera, como o que vemos com mercúrio. Muito longe, e o planeta vai existir em um estado infinitamente congelado, a estrela estar muito longe para permitir que um mundo rochoso como o nosso para sustentar uma atmosfera gasosa, criticamente no regime de temperatura que permite que a água a existir de forma estável em formato líquido. A distância delimitada por este limite interno e externo é conhecida como a zona habitável, e onde ela pode ser determinada é quase inteiramente baseada no quão quente é a estrela central, que pode ser determinada a partir das cores da própria estrela. Mas esta é apenas a metade da história-para o nosso sistema solar, os planetas Vênus, terra e Marte se encontram na zona habitável do sol, mas todos nós sabemos que apenas um é realmente habitável.

As observações diretas podem resolver se um exoplaneta é "habitável" estudando a diferença minúscula no espectro observado de uma estrela como um planeta passa na frente dele. Estas mudanças vêm de dispersão de luz através da atmosfera fina do planeta e usando o maior dos telescópios baseados no solo, juntamente com o telescópio espacial Hubble, as assinaturas de água foram encontradas em outros mundos. Como você pode determinar diretamente o que um "planeta vivo" se parece em comparação com um inerte? Notavelmente o suficiente, este é o lugar onde a lua é muito útil. Você deve ter notado quando o céu é suficientemente escuro que você ainda pode classificar de ver a outra parte de uma lua crescente brilhante-a parte da Lua deveria estar na sombra do sol. Através de binóculos ou um telescópio, esta "luz cinzenta" é gloriosamente aparente. Esta é a luz do nosso planeta refletindo fora do lado escuro da lua. Bonito que é, é também uma assinatura do que a luz refletida é como de um planeta "vivo", e os astrônomos podem tomar um espectro da luz normal do sol, e um espectro deste ' earthshine ', subtrair um do outro, e hey-presto, tem um espectro do que A terra realmente parece. Seu então fácil detectar as assinaturas interessantes associadas com a água, com a vária espécie do oxigênio, e as corcundas e as colisões largas que correspondem aos oceanos ou ao landmasses arborizado. Um dia no futuro muito próximo, os astrônomos serão capazes de fazer esses mesmos tipos de observações para o exoplanetas mais próximo.

A constelação de Leo, o leão, visto por trás do empréstimo Memorial de Armagh.

Então, o que tem tudo isso tem a ver com CN Leo, e as observações realizadas recentemente por I-LOFAR?

CN Leo é um anão cool M-é muito mais frio do que o nosso sol, por isso a sua zona habitável está mais perto. A galáxia tem muito mais desses tipos de estrelas, do que estrelas como o nosso sol, e talvez mais pertinente, a grande maioria dos exoplanetas descoberto até hoje estrelas orbitais como CN Leo. A outra coisa sobre estrelas como CN Leo é que eles são muito velhos, assim dado o que sabemos sobre a nossa própria "história da família" ou seja, o bilhão de anos ou mais que levou a vida a evoluir, isso tenderia a "encurtar as probabilidades" de habitabilidade. Essa é a boa notícia.

Ilustração de um artista de um alargamento de uma anã vermelha ao lado de um de seus planetas próximos. Crédito: Roberto molar Candanosa/Carnegie Institution para ciência, NASA/SDO, NASA/JPL.

 

A má notícia é que as estrelas como CN Leo sofrer, por razões que ainda não compreender plenamente, freqüentes e às vezes muito violentos eventos FLARE-como as labaredas solares gigantes que ocasionalmente ouvimos sobre a origem do nosso próprio sol. Quando ocorre um clarão estelar, enormes quantidades de energia são liberadas como radiação eletromagnética e partículas de alta energia, e este evento pode ter implicações devastadoras para qualquer coisa próxima, como um planeta, como o impacto dessa energia pode, de fato, tirar e evaporar qualquer atmosfera, e banhar sua superfície em radiação letal ionizante. Na terra somos incrivelmente afortunados que nosso planeta possui um campo magnético. Como limalha de ferro polvilhado em cima de um ímã de barra, o Toro como linhas de campo magnético criar um casulo, conhecido como a magnetosfera, que nos protege do vento solar searing 24/7, e que fivelas ainda permanece resiliente quando uma explosão solar de partículas-um coronal ejeção de massa-hits, fornecendo-nos com o show de luz bonita que são as auroras.

Para M anões, porém, os Flares são muito mais comuns, e muito mais violentos-os infratores repetir compõem um grupo bem estudado conhecido como "flare Stars", e CN Leo é um desses. Assim como o nosso sol, a melhor maneira de tentar entender a origem ea evolução de um flare é observá-lo acontecendo, usando muitos tipos diferentes de observações-em raios-X, na óptica, usando ondas de rádio-como todos estes sondar diferentes componentes físicos do processo , e assim nos permitem encaixar o quebra-cabeças da física subjacente envolvida. Seu somente muito recentemente que nós pudemos estudar o universo nas ondas de rádio mais normalmente associadas com rádios do transistor, e usando o telescópio LOFAR nós poderemos pela primeira vez ter uma parte faltante crìtica importante nesse enigma de Jigsaw. É por isso que as nossas recentes observações de CN Leo com LOFAR também envolveu Jodrell Bank ' s e-Merlin meninos meninas array, John Moore University's robótico Liverpool telescópio no Roque de los Muchachos Observatório nas Ilhas Canárias, e da NASA Neil Gehrels Observatório Swift.

Mapa mostrando as estações de LOFAR em toda a Europa. Com a adição da estação irlandesa em Birr a linha de base leste-oeste é aumentada, assim melhorando a resolução angular das imagens.

E há o potencial de um "bônus". As cores bonitas que vemos na luz óptica da Aurora também têm uma assinatura distinta na luz de rádio, e freqüência no mostrador que precisamos para definir os nossos receptores para que possamos ouvir a aurora da terra são estabelecidos pelo campo magnético da terra. Fortuitamente, radiotelescópios como LOFAR pode ser sintonizado com esse conjunto de frequências ' planetárias ', e assim detectar a dança distante de uma aurora de um ainda não detectado exoplaneta órbita NC Leo, um exoplaneta que tinha um campo magnético suficientemente forte para protegê-lo das labaredas estelar de CN Leo. E se assim for para o sistema NC Leo, por que não para muitos dos outros sistemas exoplanetary orbitando outros anões M em nosso pequeno canto da galáxia?

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