天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)千顆系外行星，但是它們的大小，質(zhì)量以及極少數(shù)珍貴的線索暗示著它們的高空大氣層，仍然籠罩在神秘之中。但是上周在法國(guó)，觀察員推出了射電望遠(yuǎn)鏡，可以揭示系外行星內(nèi)部發(fā)生的事情。該望遠(yuǎn)鏡經(jīng)過(guò)調(diào)諧，可以搜索被磁場(chǎng)鞭打的類似波束的無(wú)線電信號(hào)，它可以顯示出一個(gè)行星是否具有磁發(fā)電機(jī)，這是一個(gè)像地球一樣攪動(dòng)的液態(tài)金屬核。

坦佩亞利桑那州立大學(xué)的天體物理學(xué)家埃夫根尼亞·什科爾尼克(Evgenya Shkolnik)說(shuō)：“這是對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的探索，目前尚無(wú)其他辦法。”

望遠(yuǎn)鏡的發(fā)現(xiàn)可以幫助研究人員了解行星的形成以及我們太陽(yáng)系中有磁場(chǎng)的六個(gè)行星是否是典型的。這些信號(hào)也可能是行星宜居性的線索。磁場(chǎng)保護(hù)行星的表面免受宇宙射線和來(lái)自恒星的帶電粒子風(fēng)的傷害，這可能危害生命。通過(guò)偏轉(zhuǎn)恒星風(fēng)，磁場(chǎng)還可以防止微粒掠奪行星的生命。法國(guó)奧爾良大學(xué)的讓-馬蒂亞斯·格里斯邁爾說(shuō)：“這為遠(yuǎn)距離研究系外行星打開了一扇大門。”

該望遠(yuǎn)鏡于上周正式啟用，它將是低頻陣列(LOFAR)內(nèi)的一個(gè)電臺(tái)，低頻陣列是一個(gè)以荷蘭為中心的歐洲射電陣列。位于法國(guó)南蔡射電天文站的“南蔡升級(jí)LOFAR新擴(kuò)展”(NenuFAR)被稱為儀器，將有助于LOFAR從早期宇宙初星中尋找信號(hào)。但是它也將花費(fèi)大量時(shí)間來(lái)掃描一定范圍的射頻以尋找系外磁場(chǎng)的跡象。Shkolnik預(yù)測(cè)：“(被發(fā)現(xiàn)之前)只是時(shí)間問(wèn)題，可能要幾個(gè)月。”

在1950年代中期，天文學(xué)家首先發(fā)現(xiàn)了木星發(fā)出的無(wú)線電脈沖。從其火山月亮Io逸出的離子被行星的磁場(chǎng)所掃掠并圍繞磁力線旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的離子發(fā)出無(wú)線電光子，促使其他離子協(xié)同旋轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生更多的光子，從而產(chǎn)生相干光束，就像自然激光一樣。后來(lái)，在磁場(chǎng)中捕獲的太陽(yáng)風(fēng)粒子的驅(qū)動(dòng)下，太空中的探測(cè)器從其他行星接收到了較弱和較低頻率的無(wú)線電信號(hào)。

甚至木星的強(qiáng)信號(hào)也太微弱，無(wú)法在光年距離上看到。但是到目前為止，發(fā)現(xiàn)的許多系外行星都是“熾熱的木星”，它們是比水星更靠近太陽(yáng)運(yùn)行的恒星。這樣的行星將受到更強(qiáng)的恒星風(fēng)的沖擊-提供更多的電子，使其被行星的磁層攪動(dòng)，產(chǎn)生的信號(hào)可能比木星的信號(hào)強(qiáng)一百萬(wàn)倍。從理論上講，可以從地球上檢測(cè)到強(qiáng)大的光束。

像LOFAR這樣的數(shù)組之前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了提示性信號(hào)，但還不確定。NenuFAR在低頻下更敏感，專門用于狩獵，可能會(huì)有更好的運(yùn)氣。它最終將包含近2000根類似裸露的線框圣誕樹的天線。大多數(shù)將位于一個(gè)400米寬的核心中，而其他則分布更廣。接收器的接收頻率從FM無(wú)線電頻段的最低頻率85兆赫茲(MHz)下降到10 MHz，低于該頻率時(shí)，電離層會(huì)阻擋來(lái)自太空的任何信號(hào)。

NenuFAR自7月以來(lái)一直在收集數(shù)據(jù)，其中60%的天線都在工作。在開幕式上，該陣列的首席研究員，默頓巴黎天文臺(tái)的Philippe Zarka表示，他希望在年底之前擁有80%的硬件，而該團(tuán)隊(duì)正在尋求更多資金。到目前為止，它已經(jīng)從政府資助者，大學(xué)和地方政府那里獲得了建設(shè)和運(yùn)營(yíng)該陣列所需的1500萬(wàn)歐元資金的80%。

NenuFAR小組將很快對(duì)附近十幾個(gè)炎熱的木星進(jìn)行為期數(shù)天的觀測(cè)，以等待一束無(wú)線電能量掃過(guò)地球。其他天文臺(tái)也參與其中。明年完成的加利福尼亞州歐文斯谷長(zhǎng)波長(zhǎng)陣列將擁有352根天線。它不像NenuFAR那樣靈敏，因此它將專注于連續(xù)觀測(cè)整個(gè)天空，而不是專注于已知的系外行星。幸運(yùn)的是，它將捕捉到被日冕物質(zhì)拋射所撞擊的行星的罕見(jiàn)，超亮的無(wú)線電閃光，這是快速移動(dòng)的恒星風(fēng)氣泡。帕薩迪納市加利福尼亞理工學(xué)院的首席研究員格雷格·哈利南說(shuō)。

由于NenuFAR和其他地面望遠(yuǎn)鏡的下限為10 MHz，因此它們將僅限于探測(cè)熱木星-不可能是生命的所在地。類地球系外行星可能具有較弱的磁場(chǎng)，會(huì)產(chǎn)生低于10 MHz的無(wú)線電發(fā)射。為了逃離阻擋低頻的電離層，射電天文學(xué)家將不得不從太空或月球的另一端搜尋。美國(guó)天體物理學(xué)的年代際調(diào)查(一項(xiàng)確定重點(diǎn)的工作)目前正在考慮一種月球射電望遠(yuǎn)鏡的最新計(jì)劃，稱為“遠(yuǎn)側(cè)陣列”。