Den vanligaste stjärntypen i galaxen är den röda dvärgstjärnan. Ingen av dessa små, svaga stjärnor kan ses från jorden med blotta ögat, men de kan avge flänsar mycket kraftigare än någonting som vår sol avger. Två astronomer som använde Hubble rymdteleskopet såg en röd dvärgstjärna avge en kraftfull typ av flare som kallas en superflare. Det är dåliga nyheter för alla planeter i dessa stjärns så kallade bebyggliga zoner.
Röda dvärgar utgör cirka 75% av stjärnorna i Vintergatan, så de är förmodligen värd för många exoplaneter. Faktum är att forskare tror att de flesta planeter som befinner sig i bebyggda zoner kretsar runt röda dvärgar. Men ju fler astronomer observerar dessa stjärnor, desto mer blir de medvetna om hur kaotiskt och energiskt det kan vara i deras stadsdelar. Det betyder att vi kanske måste tänka om vad beboelig zon betyder.
”När jag insåg hur mycket ljus superflänsen gav ut, satt jag och tittade på min datorskärm under en god tid och tänkte bara 'Whoa.'” - Parke Loyd, Arizona State University.
Två astronomer vid University of Arizona observerade unga röda dvärgstjärnor som en del av ett program som heter HAZMAT, eller "Habitable Zones and M dwarf Activity over Time". HAZMAT använder rymdteleskopet Hubble för att kartlägga röda dvärgstjärnor i tre olika stadier i deras liv: ung, mellanliggande och gammal. HAZMAT fokuserade på den ultravioletta strålningen som kommer från stjärnorna, den del av det elektromagnetiska spektrumet som dessa stjärnor är mest aktiva i. Deras resultat beskrivs i en ny artikel.
"Röda dvärgstjärnor är de minsta, vanligaste och längstlivade stjärnorna i galaxen," säger Evgenya Shkolnik, biträdande professor i ASU: s School of Earth and Space Exploration och HAZMAT-programmets huvudutredare. "Dessutom tror vi att de flesta röda dvärgstjärnor har planetssystem som kretsar kring dem."
Astronomer tror att superflaren kommer från röda dvärgstjärnor orsakas av deras magnetfält. Vissa röda dvärgstjärnor är kända för att ha magnetfält mycket starkare än större stjärnor, förmodligen för att röda dvärgar roterar mycket snabbare än större stjärnor. När stjärnan roterar kan dess magnetfält trassla in sig. Om den sammanfiltringen blir för intensiv, bryts magnetfältlinjerna och ansluts sedan igen, vilket orsakar en massiv flare av ultraviolett energi, en superflare.
Stjärnans ålder är en del av superflare-fenomenen. Yngre stjärnor, speciellt de under de första hundra miljoner åren av deras liv, uppvisar mer utbländande aktivitet än medelstora och åldersstjärnor. Och det är möjligt att denna flaring inträffar dagligen.
"Detta innebär att vi tittar på superflar som händer varje dag eller till och med några gånger om dagen." - Parke Loyd, Arizona State University.
Parke Loyd, en postdoktoral vid Arizona State University, är huvudförfattaren till uppsatsen. Han sa, "När jag insåg hur mycket ljus superflänsen släppte ut, satt jag och tittade på min datorskärm under en god tid och tänkte bara 'Whoa.'"
"Att samla in data om unga röda dvärgar har varit särskilt viktigt eftersom vi misstänkte att dessa stjärnor skulle vara ganska orörliga i deras ungdom, vilket är de första hundra miljoner åren efter det att de bildades," sa Loyd.
Loyd tillade: ”De flesta av de potentiellt bebodda planeterna i vår galax har varit tvungna att motstå intensiva blossar som de vi observerade någon gång i deras liv. Det är en nykter tanke. ” Frågan är, kan livet överleva?
Unga röda dvärgar släpper ut så mycket energi att deras överflöden är tillräckligt kraftfulla för att strimla atmosfären på alla planeter i deras bebyggda zoner. Många av dessa planeter kan vara tidigt låsta till sin röda dvärgstjärna, ett annat tillstånd som gör livet på dessa exoplaneter till ett mycket utmanande perspektiv. Men eftersom de flesta bebyggbara zonexoplaneter i vår galax kretsar runt röda dvärgar, är det viktigt att studera interaktionen mellan planet och stjärna.
"Målet med HAZMAT-programmet är att förstå planetenes livsmiljö runt stjärnor med låg massa," förklarar Shkolnik. "Dessa lågmassiga stjärnor är kritiskt viktiga för att förstå planetatmosfärer." Ultraviolett strålning kan modifiera kemi i en planetens atmosfär, eller potentiellt ta bort den atmosfären.
”Blossar som vi observerade har förmågan att avlägsna atmosfären från en planet. Men det betyder inte nödvändigtvis undergång och dimma för livet på planeten. ” - Parke Loyd, University of Arizona.
Den nya studien presenterar data från endast den första delen av HAZMAT-programmet. Det fokuserade på flänsfrekvensen för unga röda dvärgar ungefär 40 miljoner år gamla. Dessa stjärnor är mycket mer energiska och kaotiska än sina äldre motsvarigheter. De blossar med större frekvens och energi än stjärnor som vår egen sol.
På ungefär hundra år av att ha observerat vår egen sol har vi bevittnat bara ett par blossar som till och med närmade sig energin från de röda dvärgsurflarerna. Och de två astronomerna observerade bara dessa röda dvärgar i 10 timmar. Under den tiden observerade de 18 separata signalljus som var mycket kraftigare än någonting som vår sol kan producera, med den mest kraftfulla, kallad 'Hazflare', 30 gånger kraftigare än någonsin sett med Hubble.
"Med solen har vi hundra år med goda observationer," säger Loyd. "Och under den tiden har vi sett en, kanske två, fack som har en energi som närmar sig superflossens. På lite mindre än en dags värde av Hubble-observationer av dessa unga stjärnor fångade vi superflänsen. Det betyder att vi tittar på superfläckar som händer varje dag eller till och med några gånger om dagen. "
Så hur skulle dagliga superflussaktivitet påverka potentialen för liv på dessa planeter? Loyd är osäker. ”Blossar som vi observerade har förmågan att avlägsna atmosfären från en planet. Men det betyder inte nödvändigtvis undergång och dimma för livet på planeten. Det kan bara vara ett annat liv än vi föreställer oss. Eller det kan finnas andra processer som kan fylla på atmosfären på planeten. Det är verkligen en hård miljö, men jag skulle tveka att kalla det en steril miljö. "
"Jag tror inte att vi vet säkert på ett eller annat sätt om planeter som kretsar runt röda dvärgar är bebörda ännu, men jag tror att tiden kommer att visa sig." - Evgenya Shkolnik, Arizona State University.
Det kan finnas ett silverfoder för livet på planeter som kretsar runt röda dvärgar, trots denna upptäckt. En anledning till att röda dvärgar är så svaga är att de håller länge. I själva verket kan röda dvärgar existera i biljoner år. Detta innebär att exoplaneter i den bebodda zonen för unga dvärgar kan ha en tuff start, men deras värdstjärns livslängd kan fungera i livets fördel.
Nästa del av HAZMAT-programmet kommer att observera stjärnor i deras mellanålder, när det förväntas att denna blossande aktivitet kommer att lugna. Efter det skedet kommer HAZMAT att observera röda dvärgar i sin ålderdom. Detta hjälper astronomer att förstå hur röda dvärgar och strålningsmiljön kring dem och deras planeter utvecklas över tid. När fällningen dör ner kan utsikterna för liv förbättras.
"De har bara många fler möjligheter för livet att utvecklas, med tanke på deras livslängd," säger Shkolnik. "Jag tror inte att vi vet säkert på ett eller annat sätt om planeter som kretsar runt röda dvärgar är bebörda ännu, men jag tror att tiden kommer att visa sig."
- Arizona State University Pressmeddelande: “ASU-astronomer fångar röd dvärgstjärna i ett Superflare-utbrott”
- Forskningsdokument: HAZMAT. IV. FLARES OCH SUPERFLARES PÅ UNG M STJÄRNAR I FAR ULTRAVIOLET
- Wikipedia-ingång: Red Dwarf
- NASA: s pressmeddelande: "Superflares from Young Red Dwarf Stars Imperil Planets"
- NASA: s pressmeddelande: "Flares may hoted planet habititability near Red Dwarfs"
