Den vanligste stjernetypen i galaksen er den røde dvergstjernen. Ingen av disse små, svake stjernene kan sees fra Jorden med det blotte øye, men de kan avgi fakler som er langt kraftigere enn noe vår sol sender ut. To astronomer som brukte romteleskopet Hubble så en rød dvergstjerne gi fra seg en kraftig type bluss kalt en superbluss. Det er dårlige nyheter for alle planeter i disse stjerners såkalte beboelige soner.
Røde dverger utgjør omtrent 75% av stjernene i Melkeveien, så de har sannsynligvis mange eksoplaneter. Faktisk tror forskere at de fleste av planetene som er i beboelige soner, går i bane rundt røde dverger. Men jo flere astronomer observerer disse stjernene, jo mer blir de klar over hvor kaotisk og energisk det kan være i nabolagene deres. Det betyr at vi kanskje må tenke nytt hva beboelig sone betyr.
"Da jeg skjønte hvor mye lys superflare ga ut, satt jeg og så på dataskjermen min ganske lenge og tenkte bare 'Whoa.'" - Parke Loyd, Arizona State University.
To astronomer ved University of Arizona observerte unge røde dvergstjerner som en del av et program kalt HAZMAT, eller “Habitable Zones and M dwarf Activity over Time”. HAZMAT bruker romteleskopet Hubble for å kartlegge røde dvergstjerner på tre forskjellige stadier i livet: ung, mellomstor og gammel. HAZMAT fokuserte på den ultrafiolette strålingen fra stjernene, den delen av det elektromagnetiske spekteret som disse stjernene er mest aktive i. Resultatene deres er detaljert i en ny artikkel.
"Røde dvergstjerner er de minste, mest vanlige og lengstlevende stjernene i galaksen," sier Evgenya Shkolnik, adjunkt i ASUs School of Earth and Space Exploration og HAZMAT-programmets hovedetterforsker. "I tillegg tror vi at de fleste røde dvergstjerner har planeter som går i bane rundt dem."
Astronomer tror superflarene som kommer fra røde dvergstjerner er forårsaket av magnetfeltene deres. Noen røde dvergstjerner er kjent for å ha magnetiske felt som er mye sterkere enn større stjerner, sannsynligvis fordi røde dverger roterer mye raskere enn større stjerner. Når stjernen roterer, kan dens magnetiske felt bli sammenfiltrede. Hvis den sammenfiltringen blir for intens, brytes magnetfeltlinjene og kobles deretter til igjen, noe som forårsaker en massiv bluss av ultrafiolett energi, en superflare.
Stjernens alder er en del av superflarefenomenene. Yngre stjerner, særlig de i løpet av de første hundre million årene av livet, utviser mer fakkelaktivitet enn mellomstore og eldgamle stjerner. Og det er mulig at denne faklingen oppstår daglig.
"Dette betyr at vi ser på overflater som skjer hver dag eller til og med noen ganger om dagen." - Parke Loyd, Arizona State University.
Parke Loyd, en post-doktorgradsforsker ved Arizona State University, er hovedforfatter av papiret. Han sa: "Da jeg skjønte hvor mye lys superblusset ga ut, satt jeg og så på dataskjermen min i ganske lang tid og bare tenkte 'Whoa.'"
"Det å samle data om unge røde dverger har vært spesielt viktig fordi vi mistenkte at disse stjernene ville være ganske uregjerlige i ungdommen, som er de første hundre millioner årene eller så etter at de dannes," sa Loyd.
Loyd la til, "De fleste av de potensielt beboelige planetene i galaksen vår har måttet tåle intense bluss som de vi observerte på et tidspunkt i livet. Det er en nøktern tanke. ” Spørsmålet er, kunne livet overleve?
Unge røde dverger slipper ut så mye energi at superflatene deres er kraftige nok til å makulere atmosfæren til alle planeter i deres beboelige soner. Mange av disse planetene kan være tidvis låst til sin røde dvergstjerne, en annen tilstand som gjør livet på disse exoplanetene til et veldig utfordrende perspektiv. Men siden de fleste beboelige soneeksoplaneter i vår galakse er i bane rundt røde dverger, er det viktig å studere samspillet mellom planet og stjerne.
"Målet med HAZMAT-programmet er å forstå planetenes brukbarhet rundt stjerner med lav masse," forklarer Shkolnik. "Disse lavmassestjernene er kritisk viktige for å forstå planetariske atmosfærer." Ultrafiolett stråling kan endre kjemien i en planetens atmosfære, eller potensielt fjerne den atmosfæren.
Bluss som vi observerte har kapasitet til å fjerne atmosfæren fra en planet. Men det betyr ikke nødvendigvis døme og tungsinn for livet på planeten. " - Parke Loyd, University of Arizona.
Den nye studien presenterer data fra bare den første delen av HAZMAT-programmet. Den fokuserte på blussfrekvensen til unge røde dverger rundt 40 millioner år gamle. Disse stjernene er mye mer energiske og kaotiske enn sine eldre kolleger. De blusser med større frekvens og energi enn stjerner som vår egen sol.
I løpet av hundre år med å observere vår egen sol har vi bare vært vitne til et par fakler som til og med nærmet seg energien fra de røde dvergsoverflatene. Og de to astronomene observerte bare disse røde dvergene i 10 timer. I den tiden observerte de 18 separate blusser langt kraftigere enn noe vår sol kan produsere, med den kraftigste en, kalt ‘Hazflare’, 30 ganger kraftigere enn noe som helst sett med Hubble.
"Med solen har vi hundre år med gode observasjoner," sier Loyd. "Og i den tiden har vi sett en, kanskje to, fakler som har en energi som nærmer seg superflosen. På litt mindre enn en dags verdi av Hubble-observasjoner av disse unge stjernene, fanget vi superblusset. Dette betyr at vi ser på overflater som skjer hver dag eller til og med noen ganger om dagen. "
Så hvordan ville daglig superflare-aktivitet påvirke potensialet for liv på disse planetene? Loyd er usikker. Bluss som vi observerte har kapasitet til å fjerne atmosfæren fra en planet. Men det betyr ikke nødvendigvis undergang og dysterhet for livet på planeten. Det kan være et annet liv enn vi forestiller oss. Eller det kan være andre prosesser som kan fylle opp atmosfæren på planeten. Det er absolutt et tøft miljø, men jeg vil nøle med å kalle det et sterilt miljø. "
"Jeg tror ikke vi vet sikkert på en eller annen måte om planeter som går i bane rundt røde dverger er beboelige ennå, men jeg tror tiden vil vise seg." - Evgenya Shkolnik, Arizona State University.
Til tross for dette funnet kan det være sølvfor på livet på planeter som går i bane rundt røde dverger. En grunn til at røde dverger er så svake, er at de varer lenge. Faktisk kan røde dverger eksistere i billioner av år. Dette betyr at eksoplaneter i den beboelige sonen for unge dverger kan ha en grov start, men deres stjernestjerners levetid kan fungere i livets favør.
Den neste delen av HAZMAT-programmet vil observere stjerner i deres mellomalder, når det forventes at denne fakkelaktiviteten vil roe seg. Etter dette stadiet vil HAZMAT observere røde dverger i sin alderdom. Dette vil hjelpe astronomer til å forstå hvordan røde dverger og strålingsmiljøet rundt dem og planetene deres utvikler seg over tid. Når faklingen dør ned, kan utsiktene for liv bli bedre.
"De har bare mange flere muligheter for livet å utvikle seg, gitt deres levetid," sier Shkolnik. "Jeg tror ikke vi vet sikkert på en eller annen måte om planeter som går i bane rundt røde dverger er beboelige ennå, men jeg tror tiden vil vise seg."
- Pressemelding fra Arizona State University: “ASU Astronomers Catch Red Dwarf Star in a Superflare Outburst”
- Forskningsartikkel: HAZMAT. IV. FLIRES OG SUPERFLARES PÅ UNGE M-STJerner I FAR ULTRAVIOLET
- Wikipedia-oppføring: Red Dwarf
- NASAs pressemelding: “Superflares From Young Red Dwarf Stars Imperil Planets”
- NASAs pressemelding: "Flares May Truet Planet Habitability Near Red Dwarfs"
