β Pictoris b的射电信号指向极强磁场

定位到β Pictoris b的射电暴，为太阳系外行星存在磁场提供了迄今最直接的证据。MeerKAT测量了射电波的位置、频率、变化特征和偏振。磁场强度来自下一步推断：如果信号由这些性质所指向的极光机制产生，那么其最高频率要求辐射位置的磁场至少达到1,250高斯。这项结果于9月15日以预印本形式发布，也就是尚未经过同行评议的科学论文稿。

β Pictoris b是一颗年轻而炽热的气态巨行星，质量约为木星的12倍，距离地球约64光年。它与母星β Pictoris的距离接近地球与太阳间距的10倍，每八到九小时自转一周。其科学价值在于帮助研究行星磁性及其与周围等离子体的相互作用，而不在于是否具有类似地球的表面条件。

哈佛—史密松天体物理中心的Kevin Ortiz Ceballos和Edo Berger，以及俄勒冈大学的Yvette Cendes，使用位于南非、由64面射电天线组成的MeerKAT阵列观测了该系统。在2025年至2026年开展的四次观测中，天文台记录到0.85至3.5吉赫兹之间的持续辐射和快速射电暴。1吉赫兹相当于每秒10亿次波动。

精确位置消除了此前搜索工作中的一项歧义。研究人员利用位置已被高精度测定的遥远天体源，确定辐射来自何处。这种技术称为天体测量学，它将射电源定位在β Pictoris b所在区域。在所采用的统计模型中，该信号与恒星位置不符的显著性为4.4西格玛；系统中的另一颗行星β Pictoris c也以4.8西格玛的显著性被排除为信号来源。

这些射电暴呈现约40%至70%的圆偏振，即波在传播时，其电场方向以有序方式旋转。信号的频率、偏振和快速变化符合电子回旋脉泽不稳定性（ECMI）辐射的预期模式。在这一过程中，沿磁场线回旋并受到加速的电子会产生强烈而有序的射电波。太阳系行星的极光也伴有同一种机制。

如果这一机制识别正确，频率就能成为衡量磁场的标尺。该机制能够产生的最高频率会随源区磁场强度上升。观测到的3.5吉赫兹上限，对应辐射区至少1.25千高斯、即1,250高斯的磁场。作为量级参考，地球表面附近的磁场约为0.5高斯。数千倍的差距并不是对等全球平均值之间的比较，而是把β Pictoris b的局部下限与地球表面测量值并列。

行星磁场会塑造磁层，也就是由磁场控制带电粒子运动的区域。它会使等离子体偏转，也可能引导等离子体流动，改变粒子撞击大气的位置，并影响气体逃逸的路径。因此，磁性保护并不自动意味着大气损失更少或地表辐射更低。对β Pictoris b而言，这项测量主要揭示它与空间环境的相互作用及其发电机机制；后者是行星内部导电物质的一系列运动，用来维持磁场。

实际测得的是：一个位置与β Pictoris b相符的射电源；0.85至3.5吉赫兹的频率；40%至70%的圆偏振；以及反复出现的射电暴。推断得到的是：由电子回旋脉泽不稳定性产生的极光辐射；至少1.25千高斯的局部磁场；以及可能由自转造成的调制。为这一过程提供粒子的等离子体来源目前仍不清楚。

Science News物理记者Emily Conover采访了未参与该研究的阿姆斯特丹大学天文学家Joe Callingham。他认为证据令人信服，但决定性检验将是持续追踪射电暴足够长的时间，以证明存在规律的八到九小时脉冲。如果重复信号与行星自转同步，极光解释就会成为研究其他世界磁层和内部结构的更可靠工具。