Det er svært at lave radioastronomi på Jorden, og det bliver sværere for hver dag. Vores daglige afhængighed af radioteknologi betyder, at radiointerferens er en konstant udfordring, selv i fjerntliggende områder. Og for nogle bølgelængder er selv Jordens atmosfære et problem, idet den absorberer eller spreder radiolys, så jordbaserede teleskoper ikke kan observere disse bølgelængder godt. For at overvinde disse udfordringer har astronomer foreslået at placere et radioteleskop på den anden side af Månen.
Foreslået design af et radioteleskop i et månekrater. Kredit: Saptarshi Bandyopadhyay
Uden atmosfære til at absorbere lys giver Månen et perfekt udsyn til radiohimlen. Den anden side af Månen er også afskærmet fra alle Jordens radiosignaler. Hvis vi skulle bygge en radioskål i et månekrater, på samme måde som Arecibo blev bygget i en naturlig dal, så ville vi have det mest følsomme radioteleskop, der nogensinde er bygget. Det ville være så følsomt, at vi kunne bruge det til at opdage exoplaneter.
Det meste af det, vi ved om exoplaneter, kommer fra synligt lys, typisk når en exoplanet passerer foran sin stjerne fra vores udsigtspunkt. Exoplaneter kan også være lyse i infrarødt lys, og så de exoplaneter, vi har observeret direkte, ses i infrarødt lys. Men der er tidspunkter, hvor en exoplanet kan udsende radiolys. Jupiter, for eksempel, er ret lysstærk i radio på grund af dets stærke magnetfelt og intense nordlys. Nogle store exoplaneter og brune dværge har stærk nok nordlys til, at vi kan se deres radioglød fra Jorden.
Simulering af nordlys på en exoplanet. Kredit: Anthony Sciola
Exoplaneter på størrelse med jorden er sandsynligvis ikke lyse nok i radiobølgelængder til at se fra Jorden, men ville de være synlige fra et månens radioteleskop? Svaret på det spørgsmål blev for nylig offentliggjort iThe Astrophysical Journal. I denne undersøgelse simulerede holdet virkningerne af en planets magnetosfære på det radiolys, den udsender, specifikt nordlyset produceret i de aktive perioder af planetens stjerne.
En af de ting, de fandt, var, at mens synligt lys har en tendens til at samle sig ved de magnetiske poler på en planet, forekommer radiolys længere væk fra polerne og er mere spredt ud. Radionorske sker på Jorden, men vi kan ikke se dem, fordi Jordens ionosfære absorberer lyset. Vores ionosfære ville også blokere enhver radiolys fra jordlignende exoplaneter. Men et måneobservatorium ville være i stand til at se disse radiolys, selv når det kommer fra den mørke side af planeten.
Baseret på simuleringerne af denne undersøgelse kunne magnetosfærens styrke og stabilitet bestemmes ud fra måneradioobservationer. Dette er især vigtigt for exoplaneter i en stjernes potentielt beboelige zone. Jorden er et paradis for liv, fordi den har en rig atmosfære, som er et direkte resultat af dens stærke magnetosfære. Ved at studere exoplaneternes magnetosfærer kunne vi finde ud af, om de også har en rig atmosfære.
NASA studerer i øjeblikket, hvordan vi kan bygge et radioteleskop på Månen. Hvis det bliver bygget i de kommende årtier, vil vi måske endelig se nordlysets skær fra en fjern Jord.
Reference:Sciola, Anthony, et al. ' Inkorporering af indre magnetosfære strømdrevet elektronacceleration i numeriske simuleringer af exoplanetradioemission .'The Astrophysical Journal914,1 (2021): 60.
