Ongeveer 64 lichtjaar van de aarde begon een planeet die tien keer zo groot was als Jupiter te knipperen in de radiogolven. Korte pulsen, herhaald en sterk gepolariseerd, opgenomen door de MeerKAT-radiotelescoop in Zuid-Afrika en terug te voeren op de positie van Beta Pictoris b. Het is de eerste keer dat een dergelijke radio-emissie direct op een exoplaneet is gelokaliseerd, waardoor deze van zijn ster wordt gescheiden. En de aurora’s zouden het voortbrengen. Aliens kunnen voorlopig veilig buiten het verhaal blijven.
De ontdekking wordt beschreven in een voordruk die is gepubliceerd op arXiv door Kevin N. Ortiz Ceballos, Edo Berger en Yvette Cendes, van het Centrum voor Astrofysica | Harvard & Smithsonian en de Universiteit van Oregon. Het werk wacht daarom nog steeds op peer review, een detail dat naast het verslag moet worden bewaard.
MeerKAT volgde het signaal naar de planeet
Het Beta Pictoris-systeem was bijna een gemaakt doelwit. De ster is jong, ongeveer 23 miljoen jaar oud, en herbergt minstens drie gigantische planeten. Bèta Pictoris b is het zwaarst: hij draait rond ongeveer 10 astronomische eenheden van de ster en voltooit één omwenteling in 24 jaar. Bovenal is de afstand tot zijn ster aan de hemel zo groot dat astronomen iets ingewikkelds kunnen proberen: uitzoeken uit welk van de twee lichamen de radiogolven werkelijk afkomstig waren.
Het team observeerde het systeem met MeerKAT, het Zuid-Afrikaanse netwerk van 64 radiotelescopen, in vier sessies tussen februari 2025 en mei 2026. De waarnemingen hadden betrekking op frequenties tussen ongeveer 0,85 en 3,5 GHz. In alle tijdperken verscheen er een radiobron in hetzelfde planetenstelsel. Het probleem was op dat moment om er een nauwkeurig adres aan toe te wijzen.
Om dit te doen, gebruikten de onderzoekers negen door Gaia geïdentificeerde quasars en een radiokalibrator als referentiepunten aan de hemel. Na correctie van positie en onzekerheden bleek de bron compatibel te zijn met Beta Pictoris en sterk onverenigbaar met de positie van de ster en planeet Beta Pictoris c. Het verschil met de ster bedraagt 4,4 sigma, terwijl het verschil met de planeet 4,8 sigma bedraagt. Het is deze astrometrische verschuiving die de detectie anders maakt dan eerdere radiokandidaten die werden waargenomen in andere extrasolaire systemen, waar planeet en ster moeilijk van elkaar te scheiden waren.
Die radiogolven lijken op onze aurora’s, maar dan veel energieker
Het signaal is geen continu fluitsignaal in de ruimte. MeerKAT registreerde snelle, terugkerende pulsen, met een circulaire polarisatie van ongeveer 40 tot 70 procent, samen met een zwakkere emissie tussen pulsen. Deze combinatie duidt volgens de auteurs op een mechanisme genaamd elektronencyclotron-maser-instabiliteitof ECMI.
De naam is minder vriendelijk dan het fenomeen. Elektronen die langs magnetische veldlijnen worden versneld, produceren radiogolven: iets soortgelijks gebeurt in de magnetosferen van de planeten van het zonnestelsel. Jupiter zendt ook krachtige radiosignalen uit die verband houden met zijn aurora’s. Op Beta Pictoris b lijkt het mechanisme eenvoudigweg te werken met beslist gespierdere aantallen.
In feite stelt de waargenomen maximale frequentie ons in staat de minimale intensiteit van het magnetische veld in het gebied van waaruit het signaal arriveert te schatten. Omdat de emissie tot 3,5 GHz werd gedetecteerd, leiden de auteurs minstens 1,25 kilogauss af. Dit is de eerste directe meting van de magnetische veldsterkte die aan een exoplaneet wordt toegeschreven. En het is een veld dat duizenden keren intenser is dan dat van de aarde gemeten aan de oppervlakte, volkomen aannemelijk voor een jonge en massieve reus als Beta Pictoris b.
Een dag op Beta Pictoris b duurt ongeveer negen uur
De snelheid waarmee de planeet roteert zou ook kunnen bijdragen aan het geven van energie aan deze aurora’s. Beta Pictoris b voltooit één rotatie in ongeveer negen uur. De auteurs observeerden twee pulsen met een tussenpoos van ongeveer acht uur, een interval dat dicht genoeg bij de rotatieperiode lag om mogelijke signaalmodulatie te suggereren. Voorlopig blijft er één indicatie over: verdere waarnemingen zullen nodig zijn om te verifiëren of de pulsen werkelijk terugkeren in het ritme van de rotatie van de planeet.
En juist hier worden radiogolven een bijzonder interessant hulpmiddel. Een magnetisch veld vertelt iets over het binnenste van de planeet, de rotatie ervan en de manier waarop het interageert met de atmosfeer en de omgeving. Tot nu toe was deze informatie over exoplaneten grotendeels toevertrouwd aan modellen en indirecte aanwijzingen. In dit geval biedt de frequentie van de emissie zelf een fysieke meting van het veld.
De auteurs hebben ook andere mogelijke oorzaken van de energie overwogen, zoals interactie met de wind van de ster of met een hypothetische maan. In hun berekeningen produceren beide echter een vermogen dat te laag is vergeleken met het waargenomen vermogen. De hypothese die als het meest coherent wordt beschouwd, is daarom die van een zeer snelle magnetosfeer die in wisselwerking staat met de ionosfeer van de planeet, een mechanisme dat al is bestudeerd op Jupiter en op ultrakoude dwergen.
Nu zijn er nog zeven planeten om naar te luisteren
Beta Pictoris b zou de eerste van een kleine serie kunnen zijn. De onderzoekers identificeerden zeven andere direct waargenomen gigantische exoplaneten, verdeeld over vijf systemen binnen 45 parsecs, waarop dezelfde lokalisatietechniek zou kunnen werken. Het probleem is vooral de gevoeligheid van de instrumenten: volgens hun schattingen zou een verbetering van ongeveer vijf tot zeven keer nodig zijn, binnen het bereik van de volgende generatie radiotelescopen.
Ondertussen blijft Beta Pictoris b elke negen uur ronddraaien, met een enorme magnetosfeer en aurorae die geen oog vanaf hier zou kunnen zien, maar waar een reeks antennes in Zuid-Afrika eindelijk naar heeft kunnen luisteren.
