Den mest almindelige type stjerne i galaksen er den røde dværgstjerne. Ingen af disse små, svage stjerner kan ses fra Jorden med det blotte øje, men de kan udsende fakler langt mere kraftfulde end noget andet, som vores sol udsender. To astronomer, der brugte Hubble-rumteleskopet, så en rød dværgstjerne afgive en kraftig type bluss kaldet en superflare. Det er dårlige nyheder for alle planeter i disse stjerners såkaldte beboelige zoner.
Røde dværge udgør omkring 75% af stjernerne i Mælkevejen, så de er sandsynligvis vært for mange eksoplaneter. Faktisk tror forskere, at de fleste af planeterne, der er i beboelige zoner, kredser rundt om røde dværge. Men jo flere astronomer observerer disse stjerner, jo mere bliver de opmærksomme på, hvor kaotisk og energisk det kan være i deres kvarterer. Det betyder, at vi måske skal overveje, hvad beboelig zone betyder.
”Da jeg indså, hvor meget lys superflæren udsendte, sad jeg og kiggede på min computerskærm i ganske lang tid og tænkte 'Whoa.'” - Parke Loyd, Arizona State University.
To astronomer ved University of Arizona observerede unge røde dværgstjerner som en del af et program kaldet HAZMAT, eller ”Habitable Zones and M dwarf Activity over Time”. HAZMAT bruger rumteleskopet Hubble til at undersøge røde dværgstjerner i tre forskellige faser i deres liv: unge, mellemliggende og gamle. HAZMAT fokuserede på den ultraviolette stråling fra stjernerne, den del af det elektromagnetiske spektrum, som disse stjerner er mest aktive i. Deres resultater er detaljeret i en ny artikel.
”Røde dværgstjerner er de mindste, mest almindelige og længstlevede stjerner i galaksen,” siger Evgenya Shkolnik, en lektor i ASU's School of Earth and Space Exploration og HAZMAT-programmets hovedundersøger. ”Derudover tror vi, at de fleste røde dværgstjerner har systemer med planeter, der kredser rundt om dem.”
Astronomer mener, at superflarerne, der kommer fra røde dværgstjerner, er forårsaget af deres magnetfelter. Nogle røde dværgstjerner er kendt for at have magnetiske felter meget stærkere end større stjerner, sandsynligvis fordi røde dværge roterer meget hurtigere end større stjerner. Når stjernen roterer, kan dens magnetiske felter sammenfiltres. Hvis den sammenfiltring bliver for intens, brydes magnetfeltlinjerne og forbindes derefter igen, hvilket forårsager en massiv opblussen af ultraviolet energi, en superflare.
Stjernens alder er en del af superflare-fænomenerne. Yngre stjerner, især dem i de første hundrede millioner år af deres liv, udviser mere fakkelaktivitet end mellemstore og ældre stjerner. Og det er muligt, at denne fakkel sker dagligt.
”Det betyder, at vi ser på superflares der sker hver dag eller endda et par gange om dagen.” - Parke Loyd, Arizona State University.
Parke Loyd, en postdoktoral forsker ved Arizona State University, er hovedforfatter af papiret. Han sagde, "Da jeg indså, hvor meget lys superflæren udsendte, sad jeg og så på min computerskærm i ganske lang tid og tænkte 'Whoa.'"
”Det er især vigtigt at indsamle data om unge røde dværge, fordi vi havde mistanke om, at disse stjerner ville være ret uregerlige i deres ungdom, hvilket er de første hundrede millioner år eller deromkring, efter de er dannet,” sagde Loyd.
Loyd tilføjede, ”De fleste af de potentielt beboelige planeter i vores galakse har været nødt til at modstå intense blusser som dem, vi observerede på et tidspunkt i deres liv. Det er en nøgtern tanke. ” Spørgsmålet er, kunne livet overleve?
Unge røde dværge udsender så megen energi, at deres superflares er kraftige nok til at makulere atmosfæren på enhver planeter i deres beboelige zoner. Mange af disse planeter er måske tidligt låst til deres røde dværgstjerne, en anden betingelse, der gør livet på disse exoplaneter til et meget udfordrende perspektiv. Men da de fleste beboelige zoneeksoplaneter i vores galakse kredser rundt om røde dværge, er det vigtigt at studere samspillet mellem planet og stjerne.
”Målet med HAZMAT-programmet er at forstå planetenes levedygtighed omkring stjerner med lav masse,” forklarer Shkolnik. ”Disse lavmasse-stjerner er kritisk vigtige for at forstå planetariske atmosfærer.” Ultraviolet stråling kan ændre kemi i en planetens atmosfære eller potentielt fjerne den atmosfære.
”Blusser som vi observerede har kapacitet til at fjerne atmosfæren fra en planet. Men det betyder ikke nødvendigvis undergang og mørke for livet på planeten. ” - Parke Loyd, University of Arizona.
Den nye undersøgelse præsenterer data fra kun den første del af HAZMAT-programmet. Det fokuserede på blussfrekvensen for unge røde dværge omkring 40 millioner år gamle. Disse stjerner er meget mere energiske og kaotiske end deres ældre kolleger. De blusser med større frekvens og energi end stjerner som vores egen sol.
I omkring hundrede år med at observere vores egen sol har vi været vidne til kun et par fakler, der endda nærmet sig energien fra de røde dværgs superflares. Og de to astronomer observerede kun disse røde dværge i 10 timer. I den tid observerede de 18 separate blusser langt mere magtfulde end noget, som vores sol kan producere, med den mest kraftfulde, kaldet 'Hazflare', 30 gange kraftigere end noget nogensinde set med Hubble.
”Med solen har vi hundrede år med gode observationer,” siger Loyd. ”Og i den tid har vi set en, måske to, fakkel, der har en energi, der nærmer sig superflossens energi. I lidt mindre end en dags værdi af Hubble-observationer af disse unge stjerner, fangede vi superblussen. Det betyder, at vi ser på superflares der sker hver dag eller endda et par gange om dagen. ”
Så hvordan ville daglig superflare-aktivitet påvirke livspotentialet på disse planeter? Loyd er usikker. ”Blusser som vi observerede har kapacitet til at fjerne atmosfæren fra en planet. Men det betyder ikke nødvendigvis undergang og mørke for livet på planeten. Det er måske et andet liv, end vi forestiller os. Eller der kan være andre processer, der kan genopfylde klodens atmosfære. Det er bestemt et hårdt miljø, men jeg vil tøve med at kalde det et sterilt miljø. ”
”Jeg tror ikke, vi ved med sikkerhed en eller anden måde om planeter, der kredser om røde dværge, er beboelige lige nu, men jeg tror, tiden vil vise sig.” - Evgenya Shkolnik, Arizona State University.
På trods af denne opdagelse kan der være en sølvforing for livet på planeter, der kredser om røde dværge. En af grundene til, at røde dværge er så svage, er, at de varer længe. Faktisk kan røde dværge eksistere i billioner af år. Det betyder, at eksoplaneter i den beboelige zone for unge dværge kan have en hård start, men deres værtsstjerners levetid fungerer muligvis i livets fordel.
Den næste del af HAZMAT-programmet vil observere stjerner i deres mellemalder, når det forventes, at denne fakkelaktivitet vil roe ned. Efter dette trin vil HAZMAT observere røde dværge i deres alderdom. Dette vil hjælpe astronomer med at forstå, hvordan røde dværge og strålingsmiljøet omkring dem og deres planeter udvikler sig over tid. Efterhånden som faklingen falder ned, kan udsigterne til liv blive bedre.
”De har bare mange flere muligheder for livet at udvikle sig i betragtning af deres levetid,” siger Shkolnik. ”Jeg tror ikke, vi ved med sikkerhed en eller anden måde om planeter, der kredser om røde dværge, er beboelige lige nu, men jeg tror, tiden vil vise sig.”
- Arizona State University pressemeddelelse: “ASU-astronomer fanger rød dværgstjerne i et Superflare-udbrud”
- Forskningsartikel: HAZMAT. IV. FLÆR OG SUPERFLÆR PÅ UNGE M-STJerner I FAR ULTRAVIOLET
- Wikipediaindgang: rød dværg
- NASA Pressemeddelelse: “Superflares from Young Red Dwarf Stars Imperil Planets”
- NASA Pressemeddelelse: "Flares May Truede Planet Habitability Near Red Dwarfs"
