Première utilisation du I-LOFAR avec le télescope LOFAR international

Article par Aaron Golden, visiteur astronome à l'Observatoire d'Armagh et planétarium

Stephen Bourke travaille au département de l'espace, de la terre et de l'environnement, à l'Observatoire spatial de Onsala en Suède, et à Aaron Golden à l'école des maths de nui Galway, et est un astronome visiteur à l'Observatoire et au Planétarium d'Armagh. Les observations I-LOFAR ont été prises dans le cadre de la proposition de LOFAR LC9_040 "une recherche d'Aurora sur les étoiles de FLARE à proximité à l'aide de LOFAR".

I-LOFAR a franchi un autre jalon dans la nuit du 6 mars, lorsque l'ensemble du réseau de télescopes LOFAR à travers le continent européen, y compris la station de Birr, a été utilisé pour la première fois par les astronomes irlandais Stephen Bourke et Aaron Golden pour observer les près de FLARE Star CN Leonis. L'équipe espère «attraper» une éruption stellaire explosant dans la Corona de l'étoile, et d'utiliser les observations radio prises à Birr et à travers le réseau LOFAR pour comprendre comment ces éruptions évoluent au fil du temps et comment ils sont semblables aux éruptions solaires que nous vivons ici sur la terre. Le CN Leo est une petite étoile naine rouge à environ 8 années-lumière de la constellation du Lion, et il est probable qu'il possède un système planétaire. En fait, nous savons maintenant que la grande majorité des étoiles dans la galaxie qui ont des systèmes planétaires qui pourraient héberger des planètes habitables orbite étoiles naines rouges comme le CN Leo, donc une question très importante à répondre est de savoir si ou non ces planètes pourraient survivre à la très très fusées stellaires puissantes que nous voyons de beaucoup de ces nains rouges. Étudier la façon dont de telles éruptions stellaires se produisent et comment ils interagissent avec leurs environnements locaux en utilisant I-LOFAR offre une nouvelle fenêtre sur cet important domaine de l'astronomie.

I-LOFAR et son réseau de haute bande au château de Birr dans les abats du comté.

Des étoiles variables dans le ciel nocturne ont été connues depuis l'antiquité-certains d'entre vous ont peut-être entendu parler de l'étoile à nu-oeil Algol, à la fin de la légèrement biaisé't'qui forme la constellation de Persée. Il s'agit d'un binaire éclipses, par lequel le passage de la glacière, et le gradateur, compagnon étoile passe en face de la plus grande, plus brillante étoile primaire-en effet, ce qui rend Algol regardant perspicacement gradateur, environ 1,3 magnitudes tous les 3 jours. Les étoiles qui sombrent à travers les éclipses sont extrêmement utiles pour nous, comme les observations peuvent être utilisées pour étudier les atmosphères stellaires, et le plus célèbre, si la gradation est causée par une planète traversant le disque stellaire, nous pouvons mesurer que trop-en fait c'est la façon dont tous les exoplanètes qu'un re régulièrement annoncés par la NASA en utilisant leur Observatoire de Kepler/K2 orbite sont faites. Grâce à cette technique, nous savons maintenant qu'il y a des milliers de exoplanètes en orbite autour des étoiles voisines, qui à bien des égards est presque aussi révolutionnaire un concept que la proposition de Copernic que les planètes font le tour du soleil.

I-LOFAR avec la voie lactée sur la tête (crédit: i-LOFAR stagiaire Luis Alberto Canizares)

La chose la plus intéressante au sujet des planètes est la possibilité que la vie pourrait exister sur eux, et les astronomes ont déjà entrepris des études pour essayer de déterminer si les ingrédients pour la vie comme nous le connaissons sont présents sur ces exoplanètes. Il existe de nombreuses façons, tant directes qu'indirectes, d'essayer de voir si un exoplanète pourrait correspondre au projet de loi.

Quelle est la prox imité d'une planète en orbite vers une étoile? Trop près, et la chaleur perpétuelle de rôtissage fera disparaître n'importe quelle atmosphère, telle que ce que nous voyons avec le mercure. Trop loin, et la planète existera dans un état de congélation sans fin, l'étoile étant trop loin pour permettre à un monde rocheux comme le nôtre de maintenir une atmosphère gazeuse, critique dans le régime de température qui permet à l'eau d'exister de façon stable sous forme liquide. La distance bornée par cette limite intérieure et extérieure est connue sous le nom de zone habitable, et où elle peut être déterminée est presque entièrement basée sur la façon dont l'étoile centrale est chaude, qui peut être déterminée à partir des couleurs de l'étoile elle-même. Mais ce n'est que la moitié de l'histoire-pour notre système solaire, les planètes Vénus, la terre et mars se trouvent dans la zone habitable du soleil, mais nous savons tous qu'un seul est en fait habitable.

Les observations directes peuvent déterminer si un exoplanète est «habitable» en étudiant la différence minuscule dans le spectre observé d'une étoile comme une planète passe devant elle. Ces changements viennent de la diffusion de la lumière à travers l'atmosphère mince de la planète et en utilisant le plus grand des télescopes à base de terre, avec le télescope spatial Hubble, des signatures d'eau ont été trouvées sur d'autres mondes. Comment pouvez-vous déterminer directement ce qu'est une «planète vivante» ressemble par rapport à un inerte? Assez remarquablement, c'est là que la lune est très utile. Vous avez peut-être remarqué quand le ciel est suffisamment sombre que vous pouvez encore sorte de voir l'autre partie d'un croissant de lune brillante-la partie de la lune censé être dans l'ombre du soleil. Par des jumelles ou un télescope, cette «lumière de cendre» est glorieusement apparente. C'est la lumière de notre planète réfléchissant le côté obscur de la lune. C'est beau, c'est aussi une signature de ce que la lumière réfléchie est comme d'une planète «vivante», et les astronomes peuvent prendre un spectre de la lumière normale du soleil, et un spectre de ce «EarthShine», soustraire l'un de l'autre, et Hey-Presto, ont un spectre de ce La terre ressemble en fait. Il est alors facile de détecter les signatures intéressantes associées à l'eau, avec diverses espèces d'oxygène, et les bosses et les bosses larges correspondant aux océans ou à la forêt émergées. Un jour dans un avenir très proche, les astronomes pourront faire ces mêmes types d'observations pour les exoplanètes les plus proches.

La constellation de Leo le lion, vu derrière le prêt commémoratif Robinson d'Armagh.

Alors qu'est-ce que tout cela a à voir avec le CN Leo, et les observations récemment effectuées par I-LOFAR?

CN Leo est un nain cool M-c'est beaucoup plus cool que notre soleil, de sorte que sa zone habitable est plus proche. La galaxie a beaucoup plus de ces types d'étoiles, que les étoiles comme notre soleil, et peut-être plus pertinent, la grande majorité des exoplanètes découvert à ce jour étoiles orbite comme CN Leo. L'autre chose au sujet des étoiles comme le CN Leo, c'est qu'ils sont assez vieux, donc compte tenu de ce que nous savons de notre propre «histoire familiale», c'est-à-dire le milliard d'années ou si il a fallu la vie pour évoluer, cela aurait tendance à «raccourcir les chances» de l'habitabilité. C'est la bonne nouvelle.

Illustration d'un artiste d'une éruption d'une naine rouge à côté de l'une de ses planètes voisines. Crédit: Roberto Molar Candanosa/Carnegie Institution for Science, NASA/SDO, NASA/JPL.

La mauvaise nouvelle, c'est que les stars comme le CN Leo subissent, pour des raisons que nous ne comprenons toujours pas pleinement, fréquentes et parfois très violentes événements FLARE-comme les éruptions solaires géants, nous entendons parfois parler de provenance de notre propre soleil. Quand une éruption stellaire se produit, d'énormes quantités d'énergie sont libérées comme rayonnement électromagnétique et particules de haute énergie, et cet événement peut avoir des implications dévastatrices pour n'importe quoi à proximité, comme une planète, comme l'impact de cette énergie peut en effet bande loin et évaporer toute atmosphère, et baigner sa surface dans les radiations ionisantes létales. Sur terre, nous sommes incroyablement chanceux que notre planète possède un champ magnétique. Comme les dépôts de fer saupoudré sur un aimant bar, le tore comme les lignes de champ magnétique créer un cocon, connu sous le nom de la magnétosphère, qui nous protège du vent solaire brûlant 24/7, et qui boucles reste encore résiliente quand une bombe de particules Solar FLARE-un coronale éjection de masse-hits, nous fournir la belle lumière montrent que sont les aurores.

Pour les nains M cependant, les fusées sont beaucoup plus fréquentes, et beaucoup plus violente-les récidivistes constituent un groupe bien étudié connu sous le nom "FLARE Stars", et CN Leo est l'un d'eux. Tout comme notre soleil, la meilleure façon d'essayer de comprendre l'origine et l'évolution d'une fusée est d'observer ce qui se passe, en utilisant de nombreux types différents d'observations-dans les rayons X, dans l'optique, en utilisant les ondes radio-que ces toutes les sondes différentes composantes physiques du processus , et nous permettent donc de tenir ensemble le puzzle de la physique sous-jacente impliqués. Ce n'est que très récemment que nous avons été en mesure d'étudier l'univers dans les ondes radio plus normalement associés à des radios à transistors, et en utilisant le télescope LOFAR nous serons en mesure pour la première fois une pièce manquante d'une importance critique dans ce casse-tête. C'est la raison pour laquelle nos observations récentes du CN Leo avec LOFAR ont également impliqué la baie radiotélescopique e-Merlin de Jodrell Bank, le télescope robotique Université de John Moore à l'Observatoire Roque de Los Muchachos dans les îles Canaries, et Neil Gehrels, de la NASA. Observatoire SWIFT.

Carte montrant les stations de LOFAR à travers l'Europe. Avec l'ajout de la station irlandaise à Birr, la ligne de base est-ouest est augmentée, améliorant ainsi la résolution angulaire des images.

Et il ya le potentiel d'un «bonus». Les belles couleurs que nous voyons dans la lumière optique de l'aurore ont également une signature distincte dans la lumière radio, et la fréquence sur le cadran nous avons besoin de mettre nos récepteurs pour que nous puissions écouter les aurores terrestres sont fixées par le champ magnétique de la terre. Par hasard, les radiotélescopes comme LOFAR peuvent être à l'écoute de ce jeu de fréquences «planétaires», et ainsi détecter la danse lointaine d'un Aurora à partir d'un exoplanète encore indétectable en orbite autour du CN Leo, un exoplanète qui avait un champ magnétique suffisamment fort pour le protéger des fusées stellaires du CN Leo. Et si c'est le cas pour le système Leo du CN, pourquoi pas pour de nombreux autres systèmes exoplanetary en orbite autour d'autres nains M dans notre petit coin de la galaxie?