夜間無線電訊號可以幫助揭開系外行星的細節

來自遙遠恆星系統的無線電訊號可以提供有關它們行星特徵的寶貴資料。美國萊斯大學（Rice University）科學家描述一種方法，可以更好確定那些系外行星最有可出現可以探測的夜間一邊磁層活動訊號。

萊斯大學安東尼·西奧拉（Anthony Sciola）博士和太空等離子體物理學家弗蘭克·托佛萊托（Frank Toffoletto）指導的研究顯示，雖然系外行星日間一邊的無線電輻射似乎在恆星活動強烈期間達到最大值，但那些從夜間一邊出現的無線電輻射可能會顯著增加訊號。

引起硏究系外行星磁層興趣的原因，是它的強度是否足夠免受母恆星輻射的恆星風影響，就像地球磁場保護我們一樣。

西奧拉指出，如果沒有足夠強磁層證據，在恆星的適居帶內運行的行星可能會不適合居住。磁場強度數據還有助於模擬行星內部並了解行星是如何形成。

地球的磁層並不完全是一個球體；它是一組彗星形狀的磁力線，它們壓縮在行星的白天一邊，並在夜晚一邊進入太空，在它們的尾跡中留下渦流，尤其是在日冕物質拋射等太陽事件期間。每顆行星周圍的磁層都會發出我們所理解的無線電波，行星軌道越靠近太陽，輻射越強。

根據輻射波德定律，天體物理學家對太陽系的行星磁層有很好的理解，輻射波德定律（Radiometric Bode's Law）是一種分析工具，用於建立太陽風與其路徑上行星的無線電發射之間的線性關係。近年來，研究人員試圖將該定律應用於系外行星系統，但收效甚微。

西奧拉說：「目前的分析模型主要依賴來自系外行星極地地區看到的極光。新研究在估算極地地區的模型中附加一個數值模型，以更全面地了解整個系外行星周圍的情況。我們正在添加僅在太陽活動非常活躍期間出現在較低地區的功能。」

西奧拉還表示，事實證明，夜間無線電訊號不一定來自一個大點，比如北極周圍的極光，而是來自磁層的各個部分。新模型在系外行星系統上效果最好。需要離得很遠才能看到效果。很難說地球上全球範圍內發生了什麼。這就像坐在屏幕旁邊看電影一樣。你只得到了一小部分。

此外，來自類地系外行星的無線電訊號可能永遠無法從地球表面檢測到，因為地球的電離層阻擋了它們。這意味著我們甚至無法從地面看到地球自身的無線電發射，即使它如此接近。

西奧拉説：「檢測來自系外行星的訊號將需要一組衛星或在月球背面進行安裝。需要安靜的地方，可以建造不受地球電離層和大氣層限制的陣列射電望遠鏡。」

【圖、文：節譯自美國萊斯大學2021年6月22日新聞公佈】研究全文刊登在2021年6月15日出版的《天體物理學報》