Opdagelse af rumvejr sætter beboelige planeter i fare

En opdagelse, der forbinder stjerneudbrud med radio-burst-signaturer, vil gøre det lettere for astronomer at opdage rumvejr omkring nærliggende stjerner uden for solsystemet. Desværre, de første vejrmeldinger fra vores nærmeste nabo, Proxima Centauri, er ikke lovende for at finde livet, som vi kender det.

"Astronomer har for nylig fundet ud af, at der er to 'jordlignende' klippeplaneter omkring Proxima Centauri, en inden for den 'beboelige zone', hvor alt vand kunne være i flydende form, " sagde Andrew Zic fra University of Sydney.

Proxima Centauri er kun 4,2 lysår fra Jorden.

"Men da Proxima Centauri er en cool, lille røddværgstjerne, det betyder, at denne beboelige zone er meget tæt på stjernen; meget tættere på vores sol end Merkur er, " han sagde.

"Hvad vores forskning viser er, at dette gør planeterne meget sårbare over for farlig ioniserende stråling, der effektivt kunne sterilisere planeterne."

Anført af hr. Zic, astronomer har for første gang vist en endegyldig sammenhæng mellem optiske udbrud og radioudbrud på en stjerne, der ikke er Solen. Fundet, offentliggjort i dag i The Astrophysical Journal , er et vigtigt skridt til at bruge radiosignaler fra fjerne stjerner til effektivt at producere rumvejrrapporter.

"Vores egen Sol udsender regelmæssigt varme skyer af ioniserede partikler under det, vi kalder 'koronale masseudslyngninger'. Men givet Solen er meget varmere end Proxima Centauri og andre rød-dværgstjerner, vores 'beboelige zone' er langt fra Solens overflade, hvilket betyder, at Jorden er relativt langt fra disse begivenheder, " sagde hr. Zic.

"Yderligere, Jorden har et meget kraftigt planetarisk magnetfelt, der beskytter os mod disse intense eksplosioner af solplasma."

Forskningen er lavet i samarbejde med CSIRO, University of Western Australia, University of Wisconsin-Milwaukee, University of Colorado og Curtin University. Der var bidrag fra ARC Center for Gravitational Waves og University of California Berkeley.

Undersøgelsen var en del af hr. Zics doktorgradsstudier ved Sydney Institute for Astronomy under vejledning af professor Tara Murphy, souschef på School of Physics ved University of Sydney. Hr. Zic har nu taget en fælles stilling ved Macquarie University og CSIRO.

Han sagde:"M-dværg radioudbrud kan ske af andre årsager end på Solen, hvor de normalt er forbundet med koronale masseudstødninger. Men det er højst sandsynligt, at der er lignende begivenheder forbundet med de stjerneudbrud og radioudbrud, vi har set i denne undersøgelse."

Koronale masseudstødninger er enormt energiske uddrivelser af ioniseret plasma og stråling, der forlader stjerneatmosfæren.

"Dette er sandsynligvis dårlige nyheder på rumvejrfronten. Det virker sandsynligt, at galaksens mest almindelige stjerner - røde dværge - ikke vil være gode steder at finde liv, som vi kender det, " sagde hr. Zic.

I det seneste årti, der er sket en renæssance i opdagelsen af ​​planeter, der kredser om stjerner uden for vores solsystem. Der er nu mere end 4000 kendte exoplaneter.

Dette har øget håbet om at finde 'jordlignende' forhold på exoplaneter. Nyere forskning siger, at omkring halvdelen af ​​de sollignende stjerner i Mælkevejen kunne være hjemsted for sådanne planeter. Imidlertid, Sollignende stjerner udgør kun 7 procent af galaksens stjerneobjekter. Derimod M-type røde dværge som Proxima Centauri udgør omkring 70 procent af stjernerne i Mælkevejen.

Resultaterne tyder kraftigt på, at planeter omkring disse stjerner sandsynligvis vil blive overhældt med stjerneudbrud og plasmaudslyngninger.

Metodik

Proxima Centauri-observationerne blev taget med CSIRO's Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) teleskop i det vestlige Australien, Zadko-teleskopet ved University of Western Australia og en række andre instrumenter.

University of Western Australia videnskabsmand Dr. Bruce Gendre, fra ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav), sagde, at forskningen hjælper med at forstå de dramatiske virkninger af rumvejr på solsystemer ud over vores egne.

"Forståelse af rumvejr er afgørende for at forstå, hvordan vores egen planetbiosfære udviklede sig - men også for, hvad fremtiden er, " sagde Dr. Gendre.

Professor Murphy sagde:"Dette er et spændende resultat fra ASKAP. Den utrolige datakvalitet gjorde det muligt for os at se stjerneudstrålingen fra Proxima Centauri over dens fulde udvikling i fantastiske detaljer.

"Mest vigtigt, vi kan se polariseret lys, som er en signatur af disse begivenheder. Det er lidt ligesom at se på stjernen med solbriller på. Når først ASKAP kører i fuld undersøgelsestilstand, burde vi være i stand til at observere mange flere begivenheder på nærliggende stjerner."

Dette vil give os meget større indsigt i rumvejret omkring nærliggende stjerner.

Andre faciliteter, herunder NASA's planetjagtende Transiting Exoplanet Survey Satellite og Zadko-teleskopet observeret samtidigt med ASKAP, der giver den afgørende forbindelse mellem de observerede radioudbrud og kraftige optiske flares.

Zic sagde:"Sandsynligheden for, at det observerede soludbrud og det modtagne radiosignal fra vores nabo ikke var forbundet, er meget mindre end én chance i 128, 000."

Forskningen viser, at planeter omkring Proxima Centauri kan lide under kraftig atmosfærisk erosion, efterlader dem udsat for meget intens røntgenstråler og ultraviolet stråling.

Men kunne der være magnetiske felter, der beskytter disse planeter?

Hr. Zic sagde:"Dette er stadig et åbent spørgsmål. Hvor mange exoplaneter har magnetiske felter som vores?"

Indtil videre har der ikke været observationer af magnetiske felter omkring exoplaneter, og det kan vise sig vanskeligt at finde disse. Zic sagde, at en potentiel måde at identificere fjerne magnetiske felter på ville være at lede efter nordlys, ligesom dem omkring Jorden og også set på Jupiter.

"Men selvom der var magnetiske felter, givet den stjernernes nærhed af planeter i beboelig zone omkring M-dværgstjerner, dette er måske ikke nok til at beskytte dem, " sagde hr. Zic.