新无线电分析方法揭示隐藏的恒星和系外行星信号

一个由康奈尔大学研究员杰克·特纳（Jake Turner）参与的国际团队，推出了多路复用干涉无线电光谱法（Multiplexed Interferometric Radio Spectroscopy，简称RIMS），这是一种能够从档案无线电天文数据中发现先前无法探测的恒星和系外行星信号的方法。这一创新促成了来自矮星及可能的系外行星的新无线电脉冲的发现。

相关研究成果发表在2024年1月27日的《自然天文学》（Nature Astronomy）期刊上，论文题为《来自恒星和系外行星系统的圆极化无线电脉冲的探测》。

现代无线电望远镜收集大量数据，主要用于研究遥远的星系和黑洞。RIMS将每次无线电观测转化为对数百甚至数千颗恒星的同时巡天，使得对天空中可变活动的监测更加高效。巴黎天文台研究员、该研究的第一作者西里尔·塔塞（Cyril Tasse）表示：“RIMS利用了每一秒的观测时间，覆盖天空中数百个方向。我们过去逐个源进行的工作，现在可以同时完成。”

团队将RIMS应用于欧洲LOFAR无线电望远镜LoTSS巡天项目超过1.4年的数据，生成了约20万个来自孤立恒星或拥有系外行星的恒星的动态光谱。RIMS揭示的信号中包括与剧烈恒星事件相符的脉冲，类似于太阳的日冕物质抛射。

值得注意的是，一些信号表现出磁性恒星-行星相互作用的特征，类似于木星上的极光辐射。这些无线电信号可能是磁性恒星-系外行星相互作用和系外行星极光的证据，暗示系外行星磁层的存在。杰克·特纳评论道：“我们的结果表明，一些无线电脉冲，尤其是来自系外行星系统GJ 687的信号，与近距离行星扰动恒星磁场并驱动强烈无线电辐射相符。”

RIMS的突破为低频无线电天文学开辟了新途径，有效地将无线电望远镜阵列转变为强大的近邻恒星可变无线电信号探测器。该技术已成功应用于法国低频无线电望远镜NenuFAR，检测到了来自一个恒星-行星系统的脉冲。特纳指出：“这项与NenuFAR的研究可能是继我早先发现Tau Boötes系外行星无线电辐射之后，第二次直接探测到系外行星无线电辐射。”

未来，地面、空间及月球上的无线电望远镜预计将采用这一新技术，可能揭示数千个新的无线电信号。这一进展为在银河邻域内大规模统计研究恒星无线电辐射和恒星-行星相互作用铺平了道路。