[Al_Ganonim]

Hej Astromirki,
Jest taka nowa metoda odkrywania planet pozasłonecznych. Wygląda na to, że da się ustalić, czy wokół danej gwiazdy krąży planeta tylko i wyłącznie dzięki temu, że na tej planecie są... zorze polarne. Zapraszam do #astronomiaodkuchni

Pewnie już wszyscy słyszeli o tym, że Io (jeden z czterech Księżyców Galileuszowych) oddziałuje z magnetosferą Jowisza (trywialne). Io, księżyc tłamszony przez pływy grawitacyjne Jowisza oraz pozostałych księżyców jest bardzo aktywny iologicznie. To znaczy, ciągle tam wybuchają wulkany. W efekcie, Io jest dawcą cząstek takich jak elektrony, protony, lekkie jony, które są wyrzucane w przestrzeń. Te cząstki są wyłapywane przez magnetosferę Jowisza i kierowane jak po sznurku w stronę jego biegunów. Kiedy cząstki zderzają się z jonosferą i w ogóle z górnymi partiami atmosfery Jowisza, powstają piękne zorze. Oprócz tego mechanizmu, samo pole magnetycznie księżyców jest w interakcji z magnetosferą Jowisza, co też powoduje pojawianie się zorzy. W miarę jak księżyce orbitują wokół Jowisza, zorza na biegunie gazowego olbrzyma się przesuwa [[filmik/youtube]](https://www.youtube.com/watch?v=ihDFCs3o-gI). Wygląda to tak, jakby zorza była rysowana przez księżyce. #jonosfera #zaorane

Zorze polarne są głośne radiowo. To znaczy, ze gdyby skierować antenę na zorzę, to będzie się słyszało charakterystyczne dźwięki na charakterystycznych długościach fali. Oczywiście mówiąc "słyszało" mam na myśli odbierze się sygnał radiowy, który można w łatwy sposób przetworzyć na dźwięk. W przypadku Ziemi będzie to kombinacja sygnałów odbitych od jonosfery (pioruny, radiostacje) oraz rozbłysków od cząstek wpadających z zewnątrz [[filmik/youtube]](https://www.youtube.com/watch?v=HIhiNcXLvxE). W przypadku gazowych olbrzymów, cała magnetosfera jest pełna ciekawych sygnałów. Na przykład tu Saturn, na nagraniu z sondy Cassini: [[plik wav]](http://www.nasa.gov/wav/123163main_cas-skr1-112203.wav) oraz tu nagranie z sondy Juno wpadającej w magnetosferę Jowisza: [[link do SoundCloud]](https://soundcloud.com/nasa/juno-entering-jupiters-magnetosphere). Zorze polarne na gazowych olbrzymach są jeszcze głośniejsze. W sumie, gdyby obserwować takiego Jowisza na odpowiednich częstotliwościach, to najwięcej sygnału pochodziłoby właśnie od jego zórz. Zorze polarne na gazowych olbrzymach świecą w promieniowaniu X oraz w dalekim nadfiolecie. To promieniowanie, przez pośrednie procesy, jest odpowiedzialne za dużo szumu na dłuższych falach - produkuje sygnał radiowy.

Wiedząc powyższe, astronomowie zaczęli sprawdzać, jaka będzie szansa zaobserwowania takiego sygnału radiowego z zorzy gazowego olbrzyma orbitującego zwykłą gwiazdę typu słonecznego. I tu uwaga: zarówno gwiazda, jak i planeta będą widoczne jako jedna kropka na niebie. Trudność polega na rozplątaniu sygnału z zorzy i sygnału z gwiazdy. Is such a thing even possible? Yes it is ( ͡° ͜ʖ ͡°). Okazało się, że dla planet leżących w odległości do 160 lat świetlnych jest to całkiem prawdopodobne [[źródło]](https://arxiv.org/abs/1102.2737). Sygnał z zorzy może być widoczny ponad sygnał z samej gwiazdy macierzystej, pod warunkiem, że ma się odpowiedni sprzęt. A taki sprzęt niedawno został wybudowany w Polsce.

Niedawno w Łazach pod Krakowem została oficjalnie otwarta nowa stacja radioteleskopu kolejnej generacji [[więcej info]](http://www.oa.uj.edu.pl/lofar/index.html). LOFAR jest interferometrem, który składa się z wielu pojedynczych placówek rozmieszczonych głównie w Holandii i w Niemczech. Od niedawna LOFAR rozrósł się o trzy placówki w naszym kraju. Każda z placówek składa się z dwóch pól specjalizujących się z różnych zakresach częstotliwości: 30 - 80 MHz oraz 120 - 240 MHz [[pic rel]](http://static.geekweek.pl/cms/2015/08/imagessslofrpodlffm4566-589cx205.jpg). Te zakresy promieniowania nie były wcześniej dostępne, a potrzebna technologia jeszcze nie istniała. A technologia jest kosmiczna. Te niższe częstotliwości odbierane są przez szereg dipoli składających się... z trzymaka, siatki bazowej i czterech linek [[pic rel]](http://www.oa.uj.edu.pl/lofar/images/lba.jpg). Takich stacji jest kilkadziesiąt, obserwują niebo jednocześnie i produkują transfer nawet 20 GB/sek.

Podsumowując, jeszcze 30 lat temu wydawało nam się że nie mamy wystarczająco precyzyjnych narzędzi do odkrywania planet pozasłonecznych. Wtem, w 1992 roku, okazało się że jesteśmy w stanie odkrywać planety wokół pulsarów. W trzy lata później odkryto planetę badając ruch względny gwiazdy. Później zaczęły powstawać wielkie programy na potężne teleskopy. Jeszcze później zaczęliśmy wysyłać teleskopy w kosmos tylko po to, żeby obserwować sygnały z gwiazd, wokół których orbitują planety. A teraz, na ramionach gigantów, zaczniemy odkrywać planety używając do tego kijków wbitych w ziemię. Uwielbiam postęp :)

Jako obrazek do wpisu dołączam gif z animacją, jak rusza się zorza na Jowiszu. Widać bardzo dobrze, jak Io rzeźbi jonosferę Jowisza (ta jasna kropa z prawej).

Takie rzeczy tylko w #astronomiaodkuchni ( ͡° ͜ʖ ͡°)ﾉ⌐■-■
#ciekawostki #astronomia #kosmos #planety #piszezamiastpracowac

[Michuy]

Wygląda na to, że da się ustalić, czy wokół danej gwiazdy krąży planeta tylko i wyłącznie dzięki temu, że na tej planecie są... zorze polarne.

@Al_Ganonim: czy to jakieś mierne tłumaczenie? przecież jak jesteśmy w stanie dostrzec na planecie zorzę polarną to wiemy że krąży wokół gwiazdy

[mac3]

@Michuy:

[mich160]

@Al_Ganonim: Mógłbyś kiedyś przybliżyć jak wygląda analiza takich sygnałów?

[graf_zero]

@Al_Ganonim: Sam pomysł aby szukać zorzy robi wrażenie.
Za to stacje LOFAR wyglądają biednie - do nowego filmu o Bondzie się raczej nie załapią :D

Zgaduję że ziemskie źródła nie są w stanie za bardzo zaburzyć pomiaru?

[Al_Ganonim]

@Michuy: Wszystkie moje teksty pod #astronomiaodkuchni to teksty autorskie, nieskopiowane, nietłumaczone, nie znajdziesz ich nigdzie indziej w Internecie. Chyba że ktoś skopiuje ode mnie ( ͡° ͜ʖ ͡°).

@mich160: jeśli chodzi o ideę detekcji planet za pomocą tej metody, to będzie wykonywany przegląd nieba, mierzone promieniowanie z każdej gwiazdy w próbce, to promieniowanie porównywane z modelowym i jeśli okaże się, że w częstotliwościach radiowych jest nadwyżka

[B.....1]

@Al_Ganonim: ale ziemia jest płaska...

[ozymandiasz]

@graf_zero: Warto wspomnieć, że stacje LOFAR buduje w miejscach gdzie nie ma zbyt wielkiego ruchu radiowego. Jedną ze stacji zbudowano niedaleko Olsztyna w Bałdach. Warmińska wioseczka dla inżynierów z holandii wydawała się idealna, tam prawie jest cisza radiowa. Dlatego takich stacji w Polsce są już 3 i są chyba plany na kolejną. Im dalej od Holandii będą powstawać nowe stacje, tym wirtualna średnica a zarazem rozdzielczość tego interferometru będzie się poprawiać.

[graf_zero]

@ozymandiasz: Olsztyn Olsztynem, ale nadal to jest Europa, region zdecydowanie gęsty ludzko, przemysłowo czy radiowo.

[ozymandiasz]

@graf_zero: > Olsztyn Olsztynem, region zdecydowanie gęsty ludzko, przemysłowo

Oj dawno tutaj nie byłeś chyba ( ͡° ͜ʖ ͡°)

A tak poważnie to z pewnością inżynierowie z LOFARu są w stanie oddzielić sygnał który ich interesuje od szumów Grażynki która wisi na telefonie nieopodal teleskopu. W każdym razie z tego co wiem to chwalili stacje w Polsce za to, że tutaj jest prawie jak w ciszy radiowej.

[M.....r]

@Al_Ganonim: Zapytam z ciekawości: o jakich mocach nadawczych mowa? Czy źródła takich sygnałów to kilowaty, megawaty, gigawaty, czy więcej?

[graf_zero]

@ozymandiasz: No ale jak porównasz z innymi radioteleskopami to tak chętnie ich Europie nie stawiają

[jeloo]

@Michuy Sytuacja wygląda następująco:
1) Nie wiemy czy wokół gwiazdy jest planeta.
2) Nie widzimy tej planety, bo gdybyśmy widzieli, to po co radioteleskopy i inne zabawki?
3) Skoro nie widzimy planety, to nie widzimy zorzy.
4) Wiemy, że zorze pojawiają się dość często.
5) Skoro pojawiają się często, to sprawdzamy czy da się ten sygnał "usłyszeć" i odseparować od sygnału gwiazdy.
6) Sygnał jest charakterystyczny i pojawia się w specyficznym paśmie

[Al_Ganonim]

@McGravier: o holipka, dobre pytanie. Ale moc nadawcza to moc źródła, dobrze rozumiem? Jeśli tak, to taka galaktyka M87 obserwowana na falach długości ~metra strzela dżetem o energii 10^38 wata to jakieś... hmm... 100 milionów tryliadrów tryliardów watów.

A jeśli pytasz o energię odbieranego sygnału, to jest to silnie zależne od długości fali i dla mnie trudne do określenia, bo LOFAR jest interferometrem. W przypadku obserwacji M87, szum kształtował się na

[V.....z]

@Michuy: Przeczytałeś w ogóle cały wpis? :P

@Al_Ganonim: Swietny tekst. Dla takich perełek warto wchodzić na wypok :)

[M.....r]

@Al_Ganonim: chodzi mi dokładnie o moc źródła - w tym wypadku zorzy polarnej - Poprostu ciekawi mnie z jaką mocą musi nadawać zorza aby dało się odseparować jej sygnał z odległości nawet 160 lat świetlnych.

[Al_Ganonim]

Nie wiem jak można nie zrozumieć tak prostego zdania.

@jeloo: :O tyle wyczytałeś ze zdania na wstępie, to ja może będę wstawiał jednozdaniowe wpisy ( ͡° ͜ʖ ͡°)


@McGravier: Ach, rozumiem. W artykule źródłowym znalazłem wartość 2.5 * 10^12 W dla promieniowania radiowego w przypadku planet, które byłyby detektowalne z odległości max 2.5 parseka. Dla planet odległych o 50 parseków tę wartość należałoby zwiększyć jakieś 400

[Skrzypibut]

@Al_Ganonim: Świetny wpis, łap plusa!

[enron]

czy to jakieś mierne tłumaczenie? przecież jak jesteśmy w stanie dostrzec na planecie zorzę polarną to wiemy że krąży wokół gwiazdy

@Michuy: a wystarczyło przeczytać dalsze zdania...

[enron]

Za to stacje LOFAR wyglądają biednie - do nowego filmu o Bondzie się raczej nie załapią :D

@graf_zero: czy ja wiem? W sam raz żeby główny bad guy skończył swój żywot nadziany na jeden z tych kijów...

[enron]

@Al_Ganonim: uwielbiam Twoje teksty - świetnie prowadzisz wykład, dzięki czemu nawet dla niezorientowanej osoby wszystko jest proste i logiczne. Tak trzymać!

Ale skoro już mowa o tej detekcji - skoro to pozwala tylko na wykrywanie gazowych olbrzymów krążących wokół gwiazd bliższych niż 160 lat świetlnych, to czy to cokolwiek zmienia w temacie wykrywania takich planet? Tzn. czy nie da się wykryć takich układów prosto dotychczasowymi metodami?