遙遠氣態巨行星的磁脈衝

作者: Uliana S

遙遠氣態巨行星的磁脈衝-1
Beta Pictoris b 行星的藝術想像圖 Credit: ESO L. Calçada/N. Risinger (skysurvey.org)

在2026年九月底,天文學家宣布了一項長期以來僅止於理論可能的事件。藉助南非的MeerKAT無線電望遠鏡,人們首次得以確切捕捉到直接來自系外行星、而非來自其母恆星的無線電輻射。輻射源是年輕的氣態巨行星Beta Pictoris b,距離地球約63至64光年。

由哈佛-史密松天體物理中心的凱文·奧爾蒂斯·塞巴約斯領導的團隊,與同事埃多·貝爾格和伊薇特·森德斯一起,在2025年和2026年四次觀測了Beta Pictoris系統。儀器在0,85至3,5吉赫的頻段內工作。每一次觀測都記錄到了無線電源。但決定性的一步是精確測定其位置。研究人員利用遙遠的類星體作為參考點,將無線電圖像與該系統天體的已知座標相疊合。信號與行星b的位置吻合,並在4,4個標準差的水平上與恆星不相容,在4,8個標準差的水平上與行星c不相容。

該輻射表現為快速重複的爆發,具有高度的圓偏振——從40到70個百分點——以及其間較弱的持續輻射。這種組合是電子迴旋脈澤輻射的特徵,此類輻射產生於極光區域。帶電粒子沿著行星強大磁場的磁力線加速,從而產生無線電波。所記錄到的最高頻率約為3,5吉赫,表明輻射區的磁場強度不低於1,25千高斯。這是首次直接測量系外行星的磁場。作為對比:地球表面的磁場約為0,5高斯,木星約為4高斯。

Beta Pictoris b是一個巨大的世界,質量是木星的10至12倍,自轉週期僅為8至9小時。這顆行星很年輕,其強大的磁場與此類天體的發電機理論模型十分吻合。該系統的恆星在無線電波段相對平靜,這有助於將行星的信號分離出來。這項研究目前仍處於同行評審階段,成果以預印本形式發表在arXiv上。

這一發現與搜尋外星文明無關——這些信號完全是自然產生的。然而,它提供了一種新工具。行星的磁場影響著大氣的維持、與恆星風的相互作用以及內部結構。迄今為止,對太陽系之外世界的此類測量一直無法直接進行。如今,人們已有可能透過系外行星的無線電爆發來研究其磁層。

想像一下:在數十光年之外,一個巨大的氣態球體正在旋轉。在其極區,翻騰著類似地球北極光的過程,只是強大得無法比擬。電子沿著看不見的磁力線盤旋,能量以無線電波的形式逸入太空。這些波穿越星際空間,抵達地球,被南非沙漠中的天線陣列捕捉到。這一切,都是同一套物理學的一部分,它既在這裡、在我們身邊運作,也在那裡、在另一顆恆星旁運作。宇宙的構造竟是如此,以至於即便最遙遠的天體也會留下痕跡,而我們正逐漸學會解讀它們。每一道這樣的痕跡,都為這幅世界圖景增添細節——在這幅圖景中,行星、磁場與輻射交織成一個複雜卻可理解的統一系統。

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