LSR J1835+3259:科学家首次在太阳系外的天体上检测到辐射带

太阳系内所有具备磁场的行星都有辐射带,那是一个长得像甜甜圈形状的环状区域,在这个区域内的带电粒子会被磁场限制住,在无线电波段发出光芒,只要有稳定的行星磁场,就会存在辐射带,一如地球有范艾伦辐射带,水星、木星、土星、天王星、海王星也有对应的辐射带,差别在大小及范围。

探测太阳系外的辐射带显然地困难许多,但并非不可能,科学家首次在一个质量极大的褐矮星上探测到,它名为LSR J1835+3259,质量为木星的77倍,非常接近于褐矮星的质量上限和红矮星的质量下限,距离我们约20光年。加州理工学院的天文学家Melodie Kao表示:「我们是通过观察磁层中的电波发射等离子信号来对目标成像,这也是首次对太阳系外的气态巨行星这么大的东西这么做。」

符合科学概念的LSR J1835+3259艺术绘制图,其磁场所呈现的辐射带,极区甚至会产生极光。(图片来源:Chuck Carter, Melodie Kao, Heising-Simons Foundation)
符合科学概念的LSR J1835+3259艺术绘制图,其磁场所呈现的辐射带,极区甚至会产生极光。(图片来源:Chuck Carter, Melodie Kao, Heising-Simons Foundation)

虽然在太阳系以外的天体中没有探测到辐射带和限制它们的磁场,但科学家已经看到了它们存在的线索,当加速的带电粒子沿着磁力线进入大气层并与其中的粒子相互作用时,就会产生类似太阳系内行星的极光。LSR J1835+3259便出现了这种极光活动的迹象,利用全球39个无线电望远镜组成的观测网,照片中显示该褐矮星周围有一个双叶瓣结构,发出「微弱」的无线电波,类似于木星的辐射带叶状结构,但由于它比木星还要远得多,实际上的亮度大约是木星的1000万倍。

观察到的辐射是一种以前在低质量恒星及棕矮星中的常见类型,但过去经常被归因于恒星日冕中的闪焰,这项发现不仅证实了恒星也能有辐射带,也代表我们可能早就已经看过辐射带,只不过是判断错误罢了。往后只要在这些气态巨星追踪到类似的状况,我们可以更有自信地认为它们有一个大磁场,随着技术及仪器的演进,也许有一天我们能找到未来的宜居世界

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