これらの奇妙な電波信号は星から来ているわけではないかもしれない

天文学者のチームが赤色矮星からの奇妙な電波信号を19個発見した。そのうち4つは周回する太陽系外惑星から来ている可能性があると考えられており、電波周波数を使って太陽系外惑星が発見されたのはこれが初めてとなる可能性がある。

これらの星の検出自体は大したことではなかった。いずれも地球に比較的近く、研究チームは検出結果を既存の光学観測結果と比較したからだ。しかし「電波で発見したのは大したことだ」と、オランダのライデン大学の電波天文学者でこの研究の筆頭著者であるジョー・カリンガム氏は言う。なぜなら、これらの星は電波周波数では明るくならないはずだからだ。同氏と同僚らは、低周波アレイ（LOFAR）と呼ばれる巨大な電波望遠鏡を使って、近くの赤色矮星を電波周波数で観測し、その研究結果をネイチャー・アストロノミー誌に発表した。

無線周波数では星はあまり明るくありません。もし目を無線アンテナに変えて空を見上げたとしたら、「一般的に星は見えません」とCallingham氏は言います。「太陽は少し見え、木星はとても明るく見えますが、ほとんどは銀河です。」

研究チームはこれらの信号が太陽系外惑星からのものであることを証明していないが、奇妙な電波信号の説明の可能性を検討した結果、4つの恒星は太陽系外惑星である可能性が高いと考えている、とカリンガム氏は言う。

太陽系外惑星仮説は「間違いなく可能性の一つ」だと、コーネル大学の電波天文学者ジェイク・ターナー氏も同意する。同氏は今回の研究には関わっていないが、昨年、太陽系外惑星によって生成された可能性がある電波信号を測定した。「赤色矮星については、わかっていないことが非常に多い」と同氏は述べ、これらの測定値は、我々がまだ理解していない恒星物理学によっても説明できる可能性があるという。

19 個の信号の意味を理解するために、研究チームは、カリンガム氏が「最も退屈な星」と呼ぶものに焦点を当てました。

恒星は通常電波が弱いが、太陽フレアやコロナ質量放出の多い最も活動的な恒星は、しばしば電波信号を出す。恒星の自転速度と、恒星を包むプラズマの覆いであるコロナの活動度にも相関関係がある。恒星の速度が遅く、退屈なほど、電波信号を発する可能性は低く、信号が太陽系外惑星から来ている可能性が高いと、Callinghan 氏は言う。

太陽系外惑星がどのように無線信号を生成するかについては、私たちの太陽系内にそのプロセスによく似た例があります。

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木星は太陽系で最も大きな海賊ラジオ局である。なぜなら、木星は太陽系最大の衛星の 1 つであるイオと相互作用して大量の電波を発しているからだ。科学者たちは木星を観察して、この種の相互作用が円偏光と呼ばれる独特の光を生み出すことを知っている。最も有望な 4 つの無線信号は、光の 60 ～ 100 パーセントがこの偏光になっていると Callingham 氏は言う。比較すると、活動的な恒星単体では 50 パーセントを超えることはないはずだと彼は言う。

星がこのような電波信号を生成するのは難しいとカリンガム氏は言う。「だからこそ、私たちは本当に特別なものを発見したのだと分かったのです。」

木星とイオは、2つの方法で明るい電波を放射している。1つは太陽風だ。地球と同じように、太陽風が木星に電子を吹きつけ、惑星を包む磁場が電子を両極に集めると、Callingham氏は言う。電子のシャワーは美しいオーロラを作り、電波を放射する。

これは、衝撃的ではあるが、木星の電波放射にあまり寄与していない。主な原因は、木星の周りを回るイオの動きであり、これが一種の巨大な発電機を作り出している。

あらゆる発電機は、導体を磁場内で動かすことで機能します。磁場は導体内の電荷を押し、電荷を流します。太陽系では、木星が磁石で、イオ (および火山から放出された粒子の雲) がその周りを移動する導体です。この動きにより近くの電子が加速され、余剰エネルギーが電波の形で放出されます。電波は、見る角度によって明るくなったり暗くなったりします。

天文学者たちは、太陽系外惑星とその主星が木星とイオの相互作用を起こして、木星のように時間の経過とともに周期的に変化する電波信号を生み出している可能性があると考えている。

カリンガム氏と共同研究者たちは現在、最も有望な赤色矮星からより多くのデータを取得し、その電波信号が時間とともに変化するかどうか、またどのように変化するかを調べようとしている。これにより、赤色矮星が太陽系外惑星であるかどうかを判断できる可能性がある。

天文学者は、さらなる観測によってのみ、これらの惑星の存在を立証できるだろう。LOFAR望遠鏡の今後のアップグレードであるLOFAR2.0、そして最終的にはスクエア・キロメートル・アレイ・プロジェクトによって、はるかに高解像度のデータが得られ、こうした天文学的な謎を解くのに役立つだろうとターナー氏は言う。

今のところ、太陽系外惑星はそれほど突飛な説明ではないと、カリンガム氏は考えている。「光学分野の同僚たちが示してくれたように、ほとんどの恒星には太陽系外惑星があります。だから、実際にはそれほど突飛な話ではありません」とカリンガム氏は言う。わずか数十年の間に何千もの太陽系外惑星が発見され、状況は急速に変化している。「1996年に私がこれをやろうとしたら、笑い飛ばされていたでしょう」と同氏は言う。