Superblus fra unge røde dværgstjerner bringer planeter i fare

Ordet "HAZMAT" beskriver stoffer, der udgør en risiko for miljøet, eller endda til livet selv. Forestil dig, at udtrykket anvendes på hele planeter, hvor voldsomme udbrud fra værtsstjernen kan gøre verdener ubeboelige ved at påvirke deres atmosfærer.

NASAs Hubble-rumteleskop observerer sådanne stjerner gennem et stort program kaldet HAZMAT—Habitable Zones and M dwarf Activity across Time.

"M dværg" er den astronomiske betegnelse for en rød dværgstjerne - den mindste, den mest rigelige og længstlevende type stjerne i vores galakse. HAZMAT-programmet er en ultraviolet undersøgelse af røde dværge i tre forskellige aldre:unge, mellemliggende, og gamle.

Stjerneudbrud fra røde dværge er særligt klare i ultraviolette bølgelængder, sammenlignet med sollignende stjerner. Hubbles ultraviolette følsomhed gør teleskopet meget værdifuldt til at observere disse udbrud. 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.

Holdet har fundet ud af, at flammerne fra de yngste røde dværge, de undersøgte - lige omkring 40 millioner år gamle - er 100 til 1, 000 gange mere energisk, end når stjernerne er ældre. Denne yngre alder er, når jordiske planeter dannes omkring deres stjerner.

Omtrent tre fjerdedele af stjernerne i vores galakse er røde dværge. De fleste af galaksens planeter i "beboelig zone" - planeter, der kredser om deres stjerner i en afstand, hvor temperaturen er moderat nok til, at flydende vand kan eksistere på deres overflade - kredser sandsynligvis 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, unge røde dværge er aktive stjerner, producerer ultraviolette flammer, der sprænger så meget energi ud, at de kunne påvirke atmosfærisk kemi og muligvis fjerne atmosfæren fra disse spæde planeter.

"Målet med HAZMAT-programmet er at hjælpe med at forstå planeternes beboelighed omkring stjerner med lav masse, " forklarede Arizona State University's Evgenya Shkolnik, programmets hovedefterforsker. "Disse lavmassestjerner er afgørende vigtige for at forstå planetariske atmosfærer."

Resultaterne af den første del af dette Hubble-program offentliggøres i The Astrophysical Journal. Denne undersøgelse undersøger blussefrekvensen af ​​12 unge røde dværge. "At få disse data om de unge stjerner har været særligt vigtigt, fordi forskellen i deres flare aktivitet er ret stor sammenlignet med ældre stjerner, " sagde Arizona State University's Parke Loyd, den første forfatter på dette papir.

Observationsprogrammet opdagede en af ​​de mest intense stjerneudbrud, der nogensinde er observeret i ultraviolet lys. Kaldt "Hazflare, "denne begivenhed var mere energisk end den kraftigste udstråling fra vores sol, der nogensinde er registreret.

"Med solen, vi har hundrede år med gode observationer, " sagde Loyd. "Og i den tid, vi har set en, måske to, udbrud, der har en energi, der nærmer sig Hazflares. På lidt mindre end en dags Hubble-observationer af disse unge stjerner, vi fangede Hazflare, hvilket betyder, at vi ser på superblus, der sker hver dag eller endda et par gange om dagen."

Kunne superudbrud af en sådan frekvens og intensitet bade unge planeter i så meget ultraviolet stråling, at de for evigt fordømmer chancer 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 sige, at det er 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 ​​det ultraviolette strålingsmiljø af lavmasseplaneter omkring disse lavmassestjerner.