来自宇宙中最微小恒星的强烈极光辐射可能为寻找岩石行星提供一种新方法，否则这些行星可能会不为人所见。当一个世界穿过其恒星的磁场时，它会产生无线电波爆发。这种效应类似于天文学家在太阳系中密切研究的一种现象：木星与其卫星木卫一之间相互作用产生的周期性无线电辐射。借助强大的射电望远镜，研究人员现在已经识别出多颗恒星正在发出这种明显的活动信号。他们说，每颗恒星都可能是一颗小型行星的宿主。
当恒星旋转时，其磁场会扫过太空，与从恒星表面吹出并被恒星风带走的带电粒子相互作用。如果一颗行星在非常靠近旋转恒星的轨道上运行，它会进一步加速这些粒子，从而在低频无线电波中产生明亮的闪光。来自欧洲射电望远镜阵列（LOFAR）的数据很容易检测到这种闪光，LOFAR是一个在地球上可以观测到的最低频率下运行的欧洲射电望远镜网络。LOFAR正在进行一项广域、低频无线电巡天，扫描天空中的射电源。研究人员解析了2019年首次发布的数据，该数据涵盖了北半球天空的约五分之一，并标记了来自19颗红矮星的可疑无线电闪光。最初，来自其中五颗恒星的闪光被认为与行星极光烟火从数光年之外观测到的预测结果非常吻合。这些结果发表在《自然·天文学》杂志上的一项研究中，随后的预印本论文已将候选恒星范围缩小至四颗。
“我们没有看到任何趋势，表明发射是由恒星活动驱动的，”《自然·天文学》研究的主要作者、荷兰莱顿大学的射电天文学家约瑟夫·卡林厄姆说。所有四颗恒星都相对静止，这意味着它们不太可能不断发出大型耀斑，而这些耀斑可能会模仿近轨道世界的极光信号。
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搜寻行星
多年来，天文学家一直在寻找行星与其恒星磁场相互作用的迹象，重点关注被认为最有利于搜寻的少数恒星子集。然而，卡林厄姆和他的同事并没有以特定恒星为目标，而是依赖于LOFAR的盲目、全方位的天空巡天，从而实现了更加公正的搜寻。
加州理工学院的天文学家格雷格·哈利南说：“这是一个非常酷的结果，”“以前没有人能够以公正的方式做到这一点。”他没有参与该团队的研究。
尽管红矮星的尺寸很小，但在恒星活动方面，许多红矮星的表现都远超其轻量级，用非常强大的耀斑冲击任何轨道行星。通常，红矮星自转速度越快，产生耀斑的频率就越高。但即使是像LOFAR巡天中那样的慢速旋转恒星，偶尔也会发出耀斑。
在随后的研究中，该团队试图排除普通耀斑作为他们在LOFAR射电巡天中发现的闪光源的可能性。为了做到这一点，科学家们使用了美国国家航空航天局凌日系外行星巡天卫星（TESS）的光学数据，以再次检查其目标恒星的活动水平。该研究已发布在预印本服务器arXiv.org上，并将发表在《天体物理学杂志快报》上。虽然之前确定的五颗静止恒星中的一颗被发现在TESS数据中活跃地爆发耀斑，但其他四颗仍然静止，进一步增强了围绕行星旋转是其明显的无线电闪光原因的说法。
澳大利亚昆士兰大学的天文学家本杰明·波普说：“对于最不活跃的恒星，我们可以基本上排除[耀斑作为原因]，因为它们根本不爆发耀斑，”他是《自然·天文学》研究的合著者，也是第二篇论文的第一作者。
但是科学家们还不能说这些信号肯定与隐藏的世界有关。其他更成熟的行星探测技术对这四颗恒星都一无所获。“我无法证明它们是行星，而且我已经尝试过了，”波普说。
大多数搜寻拟议行星的工作始于去年，当时研究人员宣布他们首次发现了星行星相互作用的候选者GJ 1151，它是四颗静止恒星之一。两个独立的团队尝试检测GJ 1151运动中的周期性摆动，但均告失败，这种摆动应该是由LOFAR数据暗示的伴星引起的——一颗质量约为地球质量的行星，可能每隔几天绕恒星运行一次，轻轻地来回拉扯恒星。
对于渴望找到更多方法来定位和研究太阳系外世界的科研人员来说，这并不是什么好消息。宾夕法尼亚州立大学的天文学家苏夫拉特·马哈德万帮助寻找GJ 1151的假想行星，但没有参与这两项新研究，他说，尽管行星可能确实可以通过极光闪光暴露其存在，但初步的独立证实该技术至关重要。“第一次，你真的希望看到多条证据汇聚在一起，”他说。来自更可靠的行星搜寻技术的数据应该与LOFAR或其他类似天文台观测到的周期性无线电闪光相吻合，彼此呼应以最终揭示一个世界的存在。“然后我觉得你就打开了这个领域，”马哈德万说。“它将成为我们的下一个发现工具。”
目前，卡林厄姆和他的同事们正在加倍努力进行搜寻，争取在LOFAR上获得更多时间来对GJ 1151进行后续观测，并继续深入挖掘该天文台的天空巡天数据。在未来几年，LOFAR的升级以及更强大的设施平方公里阵列的首次亮相将为发现提供更多机会。宣布更多极光行星候选者似乎是不可避免的。
踏脚石卫星
这些努力背后的推动力不仅仅是纯粹的学术好奇心。红矮星（或M矮星，天文学家令人困惑地更喜欢称之为M矮星）不仅是宇宙中最小的恒星，而且也是寿命最长、数量最多的恒星。一些估计表明，宇宙中多达75%的恒星是M矮星，每颗恒星都可以发光数千亿甚至数万亿年。最重要的是，来自多项调查的统计外推表明，几乎每颗M矮星都至少宿有一颗行星。仅凭原始数字来看，M矮星世界似乎代表了宇宙行星房地产的大部分。这些地方是否能够孕育生命仍然未知——但卡林厄姆等人的研究可以帮助解决这场辩论。
没有人期望任何嵌入M矮星磁场内的行星是宜居的。这样的世界会被附近的恒星烤焦，以至于液态水——我们所知的生命的基石——无法在其表面持续存在。相反，它们可以帮助研究人员回答关于M矮星如何影响其行星群的更基本问题。例如，这些恒星偏爱超大爆发，可能会扫走原本宜居行星的大气层——但一颗拥有强大磁场的行星可能足以受到保护，从而保住其宝贵的空气。天文学家已经能够在少数选定的系统中区分有大气行星和无大气行星，但目前他们没有可靠的方法来测量小型世界的磁场。根据博士生罗伯特·卡瓦纳夫和副教授艾琳·维多托（两人现在都在莱顿大学）的研究，如果闪光的强度与行星磁力的强度成正比，那么对极光闪光的观测可能就能做到这一点。
维多托表示，对极光M矮星行星的研究还可以探测宿主恒星恒星风的密度和速度。（维多托和卡瓦纳夫都没有参与这两项新研究。）这些测量可以帮助天文学家确定M矮星经历日冕物质抛射的频率，日冕物质抛射是巨大的粒子喷发，与耀斑一样，对附近的行星来说可能是坏消息。“我认为[通过这项技术]我们将更多地了解恒星本身，”维多托说。
当然，所有这些都与M矮星宜居性的未解之谜以及宇宙中哪里最有可能找到携带生命的行星这一更大的难题有关。
马哈德万说：“行星并非孤立地生存。它们围绕恒星生存。”“我认为[理解M矮星宜居性的]关键确实是理解这些恒星的磁活动和磁层。”