Non possiamo ancora rilevarli, ma i segnali radio provenienti da sistemi solari distanti potrebbero fornire preziose informazioni sulle caratteristiche dei loro pianeti.

Un articolo degli scienziati della Rice University descrive un modo per determinare meglio quali esopianeti hanno maggiori probabilità di produrre segnali rilevabili basati sull'attività della magnetosfera sui lati notturni precedentemente scontati degli esopianeti.

Lo studio dell'alunno di Rice Anthony Sciola, che ha conseguito il dottorato di ricerca questa primavera ed è stato guidato dal co-autore e fisico del plasma spaziale Frank Toffoletto, mostra che mentre le emissioni radio dai lati diurni degli esopianeti sembrano raggiungere il massimo durante l'elevata attività solare, quelli che emergono dal lato notturno probabilmente aumenteranno in modo significativo il segnale.

Questo interessa la comunità degli esopianeti perché la forza della magnetosfera di un dato pianeta indica quanto bene sarebbe protetto dal vento solare che si irradia dalla sua stella, allo stesso modo in cui il campo magnetico terrestre ci protegge.

Pianeti che orbitano all'interno della zona di Riccioli d'oro di una stella, dove le condizioni possono altrimenti dar vita alla vita, potrebbe essere considerato inabitabile senza prove di una magnetosfera sufficientemente forte. I dati sull'intensità del campo magnetico aiuterebbero anche a modellare gli interni dei pianeti e a capire come si formano i pianeti, disse Sciola.

Lo studio appare in Il Giornale Astrofisico .

La magnetosfera terrestre non è esattamente una sfera; è un insieme di linee di campo a forma di cometa che si comprimono contro il lato diurno del pianeta e si allontanano nello spazio sul lato notturno, lasciando vortici nella loro scia, specialmente durante eventi solari come le espulsioni di massa coronale. La magnetosfera intorno a ogni pianeta emette quelle che noi interpretiamo come onde radio, e quanto più vicino al sole orbita un pianeta, più forti sono le emissioni.

Gli astrofisici hanno una comprensione abbastanza buona delle magnetosfere planetarie del nostro sistema in base alla legge di Bode radiometrica, uno strumento analitico utilizzato per stabilire una relazione lineare tra il vento solare e le emissioni radio dei pianeti sul suo percorso. Negli ultimi anni, i ricercatori hanno tentato di applicare la legge ai sistemi esoplanetari con scarso successo.

"La comunità ha utilizzato questi modelli empirici basati su ciò che sappiamo del sistema solare, ma è una specie di media e levigata, " Ha detto Toffoletto. "Un modello dinamico che include tutto questo comportamento appuntito potrebbe implicare che il segnale è in realtà molto più grande di quanto suggeriscono questi vecchi modelli. Anthony sta prendendo questo e lo sta spingendo al limite per capire come potrebbero essere rilevati i segnali degli esopianeti".

Sciola ha affermato che l'attuale modello analitico si basa principalmente sulle emissioni che dovrebbero emergere dalla regione polare di un esopianeta, quello che vediamo sulla Terra come un'aurora. Il nuovo studio aggiunge un modello numerico a quelli che stimano le emissioni della regione polare per fornire un quadro più completo delle emissioni intorno a un intero esopianeta.

"Stiamo aggiungendo funzionalità che vengono visualizzate solo nelle regioni inferiori durante un'attività solare molto elevata, " Egli ha detto.

Si scopre, Egli ha detto, che le emissioni notturne non provengono necessariamente da un unico grande punto, come aurore intorno al polo nord, ma da varie parti della magnetosfera. In presenza di forte attività solare, la somma di questi punti notturni potrebbe aumentare le emissioni totali del pianeta di almeno un ordine di grandezza.

"Sono molto piccoli e si verificano sporadicamente, ma quando le riassumi tutte, possono avere un grande effetto, " disse Sciola, che sta continuando il lavoro presso l'Applied Physics Laboratory della Johns Hopkins University. "Hai bisogno di un modello numerico per risolvere quegli eventi. Per questo studio, Sciola ha utilizzato il Multiscale Atmosphere Geospace Environment (MAGE) sviluppato dal Center for Geospace Storms (CGS) con sede presso il Laboratorio di Fisica Applicata in collaborazione con il gruppo di fisica del plasma spaziale Rice.

"Stiamo essenzialmente confermando il modello analitico per simulazioni di esopianeti più estreme, ma aggiungendo ulteriori dettagli, " ha detto. "La conclusione è che stiamo portando maggiore attenzione ai fattori limitanti del modello attuale, ma dicendo che in determinate situazioni, puoi ottenere più emissioni di quanto suggerisca quel fattore limitante."

Ha notato che il nuovo modello funziona meglio sui sistemi esoplanetari. "Devi essere molto lontano per vedere l'effetto, " ha detto. È difficile dire cosa sta succedendo su scala globale sulla Terra; è come cercare di guardare un film seduto proprio accanto allo schermo. Ne ottieni solo una piccola parte."

Anche, i segnali radio di un esopianeta simile alla Terra potrebbero non essere mai rilevabili dalla superficie terrestre, disse Sciola. "La ionosfera terrestre li blocca, " ha detto. "Ciò significa che non possiamo nemmeno vedere l'emissione radio della Terra dal suolo, anche se è così vicino."

Il rilevamento di segnali da esopianeti richiederà un complesso di satelliti o un'installazione sul lato opposto della luna. "Sarebbe un bel posto tranquillo per creare una serie che non sarà limitata dalla ionosfera e dall'atmosfera della Terra, " disse Sciola.

Ha detto che anche la posizione dell'osservatore in relazione all'esopianeta è importante. "L'emissione è 'travi, '" disse Sciola. "E' come un faro:si vede la luce se si è in linea con il raggio, ma non se sei direttamente sopra il faro. Quindi avere una migliore comprensione dell'angolo previsto del segnale aiuterà gli osservatori a determinare se sono in linea per osservarlo per un particolare esopianeta".