Astronomer fanger rød dværgstjerne i et superflare-udbrud

Nye observationer fra to Arizona State University-astronomer ved hjælp af Hubble-rumteleskopet har fanget en rød dværgstjerne i et voldsomt udbrud, eller superflare. Strålingseksplosionen var kraftigere end noget sådant udbrud nogensinde opdaget fra Solen, og vil sandsynligvis påvirke beboeligheden af ​​alle planeter, der kredser om den.

I øvrigt, astronomerne siger, sådanne superudbrud forekommer mere almindelige hos yngre røde dværge, som udbryder 100 til 1000 gange kraftigere, end de vil, når de bliver ældre.

Superbluset blev opdaget som en del af et Hubble-rumteleskop-observationsprogram kaldet HAZMAT, som står for "HAbitable Zones and M dwarf Activity across Time." Programmet undersøger røde dværge (også kendt som M-dværge) i tre forskellige aldre - unge, mellemliggende, og gamle - og observerer dem i ultraviolet lys, hvor de viser mest aktivitet.

"Røde dværgstjerner er de mindste, mest almindelig, og længstlevende stjerner i galaksen, " siger Evgenya Shkolnik, en assisterende professor i ASU's School of Earth and Space Exploration og HAZMAT-programmets hovedefterforsker. "Ud over, vi tror, ​​at de fleste røde dværgstjerner har systemer af planeter, der kredser om dem."

Hubble-teleskopets kredsløb over Jordens atmosfære giver det klart, uhindret udsigt ved ultraviolette bølgelængder. Udbrændingerne menes at være drevet af intense magnetiske felter, der bliver viklet ind af stjerneatmosfærens bølgende bevægelser. Når sammenfiltringen bliver for intens, felterne knækker og forbindes igen, udløser enorme mængder energi.

ASU postdoc-forsker Parke Loyd er den første forfatter på papiret (der skal offentliggøres i Astrofysisk tidsskrift ), der rapporterer om stjernernes udbrud.

Han siger, "Da jeg indså den store mængde lys, superblusen udsendte, Jeg sad og kiggede på min computerskærm i et stykke tid og tænkte, 'Hou.'

Loyd noter, "Indsamling af data om unge røde dværge har været særligt vigtigt, 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."

Han tilføjer, "De fleste af de potentielt beboelige planeter i vores galakse har måttet modstå intense udbrud som dem, vi observerede på et tidspunkt i deres liv. Det er en tankevækkende tanke."

Barskt miljø for planeter

Omkring tre fjerdedele af stjernerne i vores Mælkevejsgalakse er røde dværge. De fleste af galaksens planeter i "beboelig zone" - planeter, der kredser om deres stjerner i en afstand, hvor temperaturerne er moderate nok til, at flydende vand kan eksistere på deres overflade - kredser om røde dværge. Faktisk, den nærmeste stjerne til vores sol, en rød dværg ved navn Proxima Centauri, har en planet på størrelse med jorden i sin beboelige zone.

Imidlertid, røde dværge - især unge røde dværge - er aktive stjerner, producerer blus, der kunne sprænge så meget energi ud, at det forstyrrer og muligvis fjerner atmosfæren på disse spæde planeter.

"Målet med HAZMAT-programmet er at forstå planeternes beboelighed omkring stjerner med lav masse, " forklarer Shkolnik. "Disse lavmassestjerner er afgørende vigtige for at forstå planetariske atmosfærer." Ultraviolet stråling kan ændre kemien i en planets atmosfære, eller potentielt fjerne den atmosfære.

Observationerne rapporteret i Astrofysisk tidsskrift undersøgte blusfrekvensen af ​​12 unge (40 millioner år gamle) røde dværge og repræsenterer blot den første del af HAZMAT-programmet. Disse stjerner viser, at unge lavmassestjerner blusser meget hyppigere og mere energisk end gamle stjerner og middelalderstjerner som vores sol - som det fremgår af superbluset.

"Med solen, vi har hundrede år med gode observationer, " siger Loyd. "Og i den tid, vi har set en, måske to, udbrud, der har en energi, der nærmer sig superblusets."

Imidlertid, han siger, "På lidt mindre end en dags Hubble-observationer af disse unge stjerner, vi fangede superblusen. Det betyder, at vi ser på superblus, der sker hver dag eller endda et par gange om dagen."

Kunne superblus med en sådan frekvens og intensitet bade unge planeter i så meget ultraviolet stråling, at de for altid udelukker enhver chance for beboelighed?

Ifølge Loyd, "Udblus som vi observerede har kapaciteten til at fjerne atmosfæren fra en planet. Men det betyder ikke nødvendigvis undergang og dysterhed for livet på planeten. Det kan bare være et andet liv, end vi forestiller os. Eller der kan være andre processer, der kunne genopbygge planetens atmosfære. Det er bestemt et barsk miljø, men jeg vil tøve med at kalde det et sterilt miljø."

Den næste del af HAZMAT-undersøgelsen vil være at studere middelaldrende røde dværge, der er 650 millioner år gamle. Derefter vil de ældste røde dværge blive analyseret og sammenlignet med de unge og mellemliggende stjerner for at forstå udviklingen af ​​højenergi-strålingsmiljøet for planeter omkring disse lavmassestjerner.

Røde dværge, som anslås at brænde så længe som en billion år, har en lang strækning af tid til rådighed til i sidste ende at være vært for udvikling, beboelige planeter.

"De har bare mange flere muligheder for livet til at udvikle sig, på grund af deres lange levetid, " siger Shkolnik. "Jeg tror ikke, vi med sikkerhed ved på den ene eller anden måde om, hvorvidt planeter, der kredser om røde dværge, er beboelige endnu, men jeg tror, ​​at tiden vil vise."

Hun siger, "Det er fantastisk, at vi lever i en tid, hvor vi har teknologien til rent faktisk at besvare den slags spørgsmål, i stedet for blot at filosofere over dem."