Superflares er mindre skadelige for exoplaneter end tidligere antaget

Superblus, ekstrem stråling fra stjerner, er blevet mistænkt for at forårsage varig skade på atmosfærerne og dermed beboelighed for exoplaneter. En nyligt offentliggjort undersøgelse fandt bevis for, at de kun udgør en begrænset fare for planetsystemer, da strålingsudbruddene ikke eksploderer i retning af exoplaneterne.

Ved at bruge optiske observationer fra Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), astronomer ved Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP), i samarbejde med forskere i USA og Spanien, studerede store superblus på unge, små stjerner. Disse klasse af stjerner, også kaldet "røde dværge, "har en lavere temperatur og masse end vores egen sol.

Mange exoplaneter er blevet fundet omkring disse typer stjerner. Spørgsmålet er, om disse exoplaneter er beboelige, da røde dværge er mere aktive end vores sol, Udbrud er magnetiske eksplosioner i stjerners atmosfærer, der driver intens elektromagnetisk stråling ud i rummet. Store udbrud er forbundet med emission af energiske partikler, der kan ramme exoplaneter, der kredser om den udbrændende stjerne, og ændre eller endda fordampe de planetariske atmosfærer.

Ekaterina Ilin, Ph.D. studerende på AIP, og holdet udviklede en metode til at lokalisere, hvor på stjernernes overflade udblæsninger affyres fra. "Vi opdagede, at ekstremt store udbrændinger sendes fra nær polerne af røde dværgstjerner, snarere end fra deres ækvator, som det typisk er tilfældet på Solen, " sagde Ilin. "Exoplaneter, der kredser i samme plan som stjernens ækvator, ligesom planeterne i vores eget solsystem, kunne derfor i vid udstrækning beskyttes mod sådanne superblus, da disse er rettet opad eller nedad ud af exoplanetsystemet. Dette kunne forbedre udsigterne for beboelighed for exoplaneter omkring små værtsstjerner, som ellers ville være meget mere truet af den energiske stråling og partikler forbundet med udbrud sammenlignet med planeter i solsystemet."

Detekteringen af ​​disse udbrud er yderligere bevis på, at stærke og dynamiske koncentrationer af stjernernes magnetiske felter, som kan vise sig som mørke pletter og blus, dannes tæt på rotationspolerne af hurtigt roterende stjerner. Eksistensen af ​​sådanne "polære pletter" har længe været mistænkt fra indirekte rekonstruktionsteknikker som (Zeeman) Doppler-billeddannelse af stjernernes overflader, men er ikke blevet opdaget direkte indtil videre. Holdet opnåede dette ved at analysere hvide lysudbrud på hurtigtroterende M dværgstjerner, der holder længe nok til at få deres lysstyrke moduleret ved at blive roteret ind og ud af synet på stjerneoverfladen. Forfatterne var i stand til direkte at udlede breddegraden af ​​det blussende område ud fra formen af ​​lyskurven, og viste også, at detektionsmetoden ikke var forudindtaget i forhold til bestemte breddegrader. "Jeg er især begejstret for, at vi endelig var i stand til at underbygge eksistensen af ​​polære pletter for disse hurtigt roterende stjerner. I fremtiden, dette vil hjælpe os til at forstå deres magnetiske feltstruktur bedre, " tilføjer Katja Poppenhäger, leder af sektionen Stellar Physics and Exoplanets på AIP.

Forskerne søgte i hele arkivet af observationer opnået af TESS for stjerner, der udviser store udbrud ved at behandle lyskurverne fra over 3000 røde dværgstjerner, i alt over 400 års kumulativ observationstid. Blandt disse stjerner, de fandt fire, som passede til den nye metode. Deres resultater viser, at alle fire udbrud opstod over ~55 graders breddegrad, det er, meget tættere på polen end soludbrud og pletter, som normalt forekommer under 30 grader. Dette resultat, selv med kun fire blus, er signifikant:hvis flares var spredt ligeligt over stjernens overflade, chancerne for at finde fire flares i træk på så høje breddegrader ville være omkring 1:1000. Dette har betydning for modeller af stjerners magnetfelter og for beboeligheden af ​​exoplaneter, der kredser om dem.