Vurdering af beboelighed af planeter omkring gamle røde dværge

En ny undersøgelse, der bruger data fra NASAs Chandra X-ray Observatory og Hubble Space Telescope giver ny indsigt i et vigtigt spørgsmål:Hvor beboelige er planeter, der kredser om den mest almindelige type stjerner i galaksen? Målet for den nye undersøgelse, som rapporteret i vores pressemeddelelse, er Barnards stjerne, som er en af ​​de nærmeste stjerner på Jorden i en afstand af kun 6 lysår. Barnard's Star er en rød dværg, en lille stjerne, der langsomt brænder igennem sin brændstofforsyning og kan holde meget længere end mellemstore stjerner som vores sol. Den er omkring 10 milliarder år gammel, gør den dobbelt så gammel som solen.

Forfatterne brugte Barnard's Star som et casestudie for at lære, hvordan udbrud fra en gammel rød dværg kan påvirke alle planeter, der kredser om den. Denne kunstners illustration viser en gammel rød dværg som Barnard's Star (til højre) og en kredsende, klippeplanet (til venstre).

Forskerholdets Chandra-observationer af Barnard's Star taget i juni 2019 afslørede én røntgenudstråling (vist i den indsatte boks), og deres Hubble-observationer taget i marts 2019 afslørede to ultraviolette højenergiudbrud (vist i en ekstra grafik). Begge observationer var omkring syv timer lange, og begge plots viser røntgen- eller ultraviolet lysstyrke, der strækker sig ned til nul. Baseret på længden af ​​blusset og af observationerne, Forfatterne konkluderede, at Barnard's Star udløser potentielt destruktive flares omkring 25 % af tiden.

Holdet undersøgte derefter, hvad disse resultater betyder for klippeplaneter, der kredser i den beboelige zone - hvor flydende vand kunne eksistere på deres overflade - omkring en gammel rød dværg som Barnard's Star. Enhver atmosfære dannet tidligt i livet på en planet i en beboelig zone var sandsynligvis blevet eroderet væk af højenergistråling fra stjernen under dens flygtige ungdom. Senere, imidlertid, planetatmosfærer kan regenerere, efterhånden som stjernen bliver mindre aktiv med alderen. Denne regenereringsproces kan forekomme ved at gasser frigives ved stød fra fast materiale eller gasser, der frigives ved vulkanske processer.

Imidlertid, angrebet af kraftige udbrud som dem, der er rapporteret her, gentagne gange forekommende over hundreder af millioner af år, kan erodere enhver regenereret atmosfære på klippeplaneter i den beboelige zone. Illustrationen viser atmosfæren på klippeplaneten, der er fejet væk til venstre af energetisk stråling fra flare produceret af den røde dværg. Dette ville mindske chancen for, at disse verdener understøtter livet. Holdet studerer i øjeblikket højenergistråling fra mange flere røde dværge for at afgøre, om Barnards stjerne er typisk.

Et papir, der beskriver disse resultater, ledet af Kevin France fra University of Colorado i Boulder, vises den 30. oktober, 2020-udgave af The Astronomisk Tidsskrift .