Mini-udbrud truer potentielt beboeligheden af ​​planeter, der kredser om røde dværgstjerner

Seje dværgstjerner er hotte mål for exoplanetjagt lige nu. Opdagelserne af planeter i de beboelige zoner af TRAPPIST-1 og LHS 1140 systemerne, for eksempel, tyder på, at verdener på størrelse med jorden kan kredse om milliarder af røde dværgstjerner, den mest almindelige type stjerne i vores galakse. Men, som vores egen sol, mange af disse stjerner bryder ud med intense udbrud. Er røde dværge virkelig så livsvenlige, som de ser ud, eller gør disse udbrændinger overfladerne på nogen kredsende planeter ugæstfri?

For at besvare dette spørgsmål, et hold videnskabsmænd har finkæmmet 10 års ultraviolette observationer fra Galaxy Evolution Explorer (GALEX) rumfartøjet på udkig efter hurtige stigninger i stjernernes lysstyrker på grund af flares. Flares udsender stråling over et bredt bølgelængde, med en betydelig brøkdel af deres samlede energi frigivet i de ultraviolette bånd, hvor GALEX observerede. På samme tid, de røde dværge, hvorfra blussene opstår, er relativt svage i det ultraviolette. Denne kontrast, kombineret med tidsopløsningen af ​​GALEX-detektorerne, gjorde det muligt for holdet at måle hændelser med mindre total energi end mange tidligere opdagede udbrud. Dette er vigtigt, fordi selvom de er individuelt mindre energiske og derfor mindre livsfjendtlige, mindre udbrud kan være meget hyppigere og øges over tid for at skabe et ugæstfrit miljø.

"Hvad nu hvis planeter konstant bades af disse mindre, men stadig betydningsfuldt, udbrud?" spurgte Scott Fleming fra Space Telescope Science Institute (STScI) i Baltimore, Maryland. "Der kan være en kumulativ effekt."

For at detektere og nøjagtigt måle disse flares, holdet måtte skære GALEX-dataene i meget høj tidsopløsning. Fra billeder med eksponeringstider på næsten en halv time, holdet var i stand til at afsløre stjernevariationer, der varede kun få sekunder.

Første forfatter Chase Million of Million Concepts i State College, Pennsylvania, ledet et projekt kaldet gPhoton, der genbehandlede mere end 100 terabyte af GALEX-data, der blev opbevaret på Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST), placeret på STScI. Holdet brugte derefter brugerdefineret software udviklet af Million og Clara Brasseur (STScI) til at søge efter flere hundrede røde dværgstjerner og opdagede snesevis af udbrud.

"Vi har fundet dværgstjerneudbrud i hele området, som vi forventede, at GALEX var følsom over for, fra små babyblus, der varer et par sekunder, til monsterblus, der gør en stjerne hundredvis af gange lysere i et par minutter, " sagde Million.

De flammer, GALEX detekterede, svarer i styrke til flammer produceret af vores egen sol. Imidlertid, fordi en planet skulle kredse meget tættere på en kølig, rød dværgstjerne for at opretholde en temperatur, der er venlig over for livet, som vi kender det, sådanne planeter ville blive udsat for mere af en flares energi end Jorden.

Store udbrud kan fjerne en planets atmosfære. Stærkt ultraviolet lys fra flammer, der trænger ind til en planets overflade, kan beskadige organismer eller forhindre liv i at opstå.

I øjeblikket, Teammedlemmerne Rachel Osten (STScI) og Brasseur undersøger stjerner observeret af både GALEX- og Kepler-missionerne for at lede efter lignende lysblus. Holdet forventer i sidste ende at finde hundredtusindvis af flares skjult i GALEX-dataene.

"Disse resultater viser værdien af ​​en undersøgelsesmission som GALEX, som blev tilskyndet til at studere udviklingen af ​​galakser på tværs af kosmisk tid og nu har en indvirkning på studiet af nærliggende beboelige planeter, " sagde Don Neill, forsker ved Caltech i Pasadena, Californien, som var en del af GALEX-samarbejdet. "Vi havde ikke forudset, at GALEX ville blive brugt til exoplaneter, da missionen blev designet."

Nye og kraftfulde instrumenter som James Webb Space Telescope, planlagt til lancering i 2018, i sidste ende vil det være nødvendigt at studere atmosfærer af planeter, der kredser om nærliggende røde dværgstjerner og søge efter tegn på liv. Men da forskere stiller nye spørgsmål om kosmos, arkiver af data fra tidligere projekter og missioner, som dem, der afholdes på MAST, fortsætte med at producere spændende nye videnskabelige resultater.

Disse resultater blev præsenteret på en pressekonference på et møde i American Astronomical Society i Austin, Texas.

GALEX missionen, som sluttede i 2013 efter mere end et årti med scanning af himlen i ultraviolet lys, blev ledet af forskere ved Caltech. NASA's Jet Propulsion Laboratory, også i Pasadena, Californien, klarede missionen og byggede det videnskabelige instrument. JPL administreres af Caltech for NASA.