Under pres:Ekstrem atmosfærestripning kan begrænse exoplaneters beboelighed

Nye modeller af massive stjerneudbrud antyder et ekstra lag af kompleksitet, når man overvejer, om en exoplanet kan være beboelig eller ej. Modeller udviklet til vores egen sol er nu blevet anvendt på seje stjerner, som er begunstiget af exoplanetjægere, i forskning præsenteret af Dr. Christina Kay, fra NASA Goddard Flight Center, mandag den 3. juli ved National Astronomy Meeting på University of Hull.

Koronale masseudstødninger (CME'er) er enorme eksplosioner af plasma og magnetfelt, der rutinemæssigt bryder ud fra Solen og andre stjerner. De er en fundamental faktor i såkaldt "rumvejr", og er allerede kendt for potentielt at forstyrre satellitter og andet elektronisk udstyr på Jorden. Imidlertid, videnskabsmænd har vist, at virkningerne af rumvejr også kan have en betydelig indvirkning på den potentielle beboelighed for planeter omkring køligt, lavmassestjerner - et populært mål i jagten på jordlignende exoplaneter.

Traditionelt betragtes en exoplanet som "beboelig", hvis dens kredsløb svarer til en temperatur, hvor flydende vand kan eksistere. Stjerner med lav masse er køligere, og derfor burde have beboelige zoner meget tættere på stjernen end i vores eget solsystem, men deres CME'er burde være meget stærkere på grund af deres forstærkede magnetfelter.

Når en CME påvirker en planet, det komprimerer planetens magnetosfære, en beskyttende magnetisk boble, der afskærmer planeten. Ekstreme CME'er kan udøve nok pres til at krympe en magnetosfære så meget, at den blotlægger en planets atmosfære, som derefter kan fejes væk fra planeten. Dette kan igen efterlade planetoverfladen og enhver potentiel udviklende livsform udsat for skadelige røntgenstråler fra den nærliggende værtsstjerne.

Holdet byggede på det seneste arbejde udført ved Boston University, tager information om CME'er i vores eget solsystem og anvender det på et køligt stjernesystem.

"Vi regnede med, at CME'er ville være mere kraftfulde og hyppigere end solenergi CME'er, men det uventede var, hvor CME'erne endte", sagde Christina Kay, der ledede forskningen under sit ph.d.-arbejde.

Holdet modellerede banen for teoretiske CME'er fra den seje stjerne V374 Pegasi og fandt ud af, at stjernens stærke magnetfelter skubber de fleste CME'er ned til Astrospherical Current Sheet (ACS), overfladen svarende til den mindste magnetiske feltstyrke i hver afstand, hvor de forbliver fanget.

"Selvom disse seje stjerner måske er de mest udbredte, og synes at give de bedste muligheder for at finde liv andre steder, vi finder ud af, at de kan være meget farligere at leve omkring på grund af deres CME'er" sagde Marc Kornbleuth, en kandidatstuderende involveret i projektet.

Resultaterne tyder på, at en exoplanet ville have brug for et magnetfelt, der er ti til flere tusinde gange mere end Jordens for at beskytte deres atmosfære mod den kølige stjernes CME'er. Så mange som fem påvirkninger om dagen kan forekomme for planeter nær ACS, men hastigheden falder til én hver anden dag for planeter med en skrå bane.

Merav Opher, hvem rådgav arbejdet, kommenterede, "Dette arbejde er banebrydende i den forstand, at vi lige nu begynder at udforske rumvejreffekter på exoplaneter, som vil skulle tages i betragtning, når man diskuterer planeternes beboelighed nær meget aktive stjerner."