Mini-rozbłyski mogą sterylizować planety krążące wokół czerwonych karłów

Powyższa ilustracja przedstawia czerwonego karła wokół którego krąży hipotetyczna egzoplaneta. Źródło: NASA/ESA/G. Bacon

Chłodne karły cieszą się szczególnym zainteresowaniem wśród poszukiwaczy planet pozasłonecznych. Odkrycie planet w ekosferze wokół gwiazd takich jak TRAPPIST-1 oraz LHS 1140 wskazuje, że planety o rozmiarach Ziemi mogą krążyć wokół miliardów czerwonych karłów, najpowszechniej występującego typu gwiazd w naszej galaktyce. Jednak, podobnie do naszego Słońca, na wielu z tych karłów dochodzi do intensywnych rozbłysków promieniowania. Czy zatem czerwone karły są przyjazne dla życia na planetach wokół nich krążących, czy też owe rozbłyski sprawiają, że powierzchnie planet nie nadają się dla życia?

Aby odpowiedzieć na to pytanie zespół naukowców przeanalizował 10 lat obserwacji prowadzonych w ultrafiolecie przez sondę GALEX (Galaxy Evolution Explorer) poszukującą gwałtownych wzrostów jasności gwiazd spowodowanych przez rozbłyski. Rozbłyski emitują promieniowanie w szerokim zakresie promieniowania, a znaczna część ich całkowitej energii uwalniana jest w zakresie ultrafioletowym obserwowanym przez sondę GALEX. Jednocześnie, czerwone karły emitujące te rozbłyski są stosunkowo ciemne w ultrafiolecie. Ten kontrast, w połączeniu z rozdzielczością czasową detektorów GALEX pozwolił naukowcom zmierzyć rozbłyski o mniejszej całkowitej energii niż wcześniej wykrywane. To istotne, bowiem owe rozbłyski choć pojedynczo mniej energetyczne, a zatem mniej groźne dla życia, mogą występować dużo częściej i z czasem prowadzić do powstania nieprzyjaznego dla życia otoczenia.

Co jeżeli okaże się, że owe planety bezustannie atakowane są takimi mniejszymi lecz wciąż istotnymi rozbłyskami? –  pyta Scott Fleming z Space Telescope Science Institute w Baltimore w stanie Maryland.

Aby wykryć i dokładnie zmierzyć owe rozbłyski, zespół naukowców musiał podzielić dane z GALEX na bardzo krótkie okresy czasu. Ze zdjęć o czasie ekspozycji rzędu 30 minut badacze byli w stanie wyizolować zmienność trwającą zaledwie po kilka sekund.

Chase Million, pierwszy autor opracowania z firmy Million Concepts zrealizował projekt gPhoton, w ramach którego przeanalizował ponad 100 terabajtów danych GALEX przechowywanych w Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST) w STScI. Następnie zespół wykorzystał specjalistyczne oprogramowanie stworzone przez Milliona i Clarę Brassur (STScI) do zbadania kilkuset czerwonych karłów i wykrycia kilkudziesięciu rozbłysków.

Odkryliśmy rozbłyski w całym zakresie, w którym obserwował GALEX – od niewielkich rozbłysków trwających po kilka sekund do potężnych, które sprawiały że gwiazdy jaśniały kilkusetkrotnie przez kilka minut – mówi Million.

Rozbłyski odkryte w danych z sondy GALEX mają podobną moc do rozbłysków emitowanych przez Słońce. Niemniej jednak, ponieważ planety muszą krążyć znacznie bliżej chłodnych, czerwonych karłów, aby znajdować się w ich ekosferach, będą wystawione na znacznie większą część energii rozbłysku niż Ziemia.

Silne rozbłyski są w stanie wywiać całą atmosferę z pobliskiej planety. Silne promieniowanie ultrafioletowe z takiego rozbłysku docierając do samej powierzchni planety może uszkadzać żyjące na niej organizmy i uniemożliwiać powstawanie życia.

Aktualnie członkowie zespołu: Rachen Osten (STScI) oraz Brasseur badają gwiazdy obserwowane zarówno przez sondę GALEX jak i teleskop Kepler w poszukiwaniu podobnych rozbłysków. Badacze podejrzewają, że uda im się z czasem znaleźć setki tysięcy rozbłysków ukrytych w danych z sondy GALEX.

Nasze wyniki potwierdzają wartość przeglądów takich jak GALEX, którego głównym założeniem było badanie ewolucji galaktyk na przestrzeni historii Wszechświata, a teraz ma wpływ na badanie pobliskich planet pozasłonecznych – mówi Don Neill, badacz z Caltech w Pasaenie. Podczas projektowania misji GALEX nie zakładaliśmy, że posłuży do badania planet pozasłonecznych.

Nowe, silne instrumenty takie jak Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, którego start zaplanowano na 2018 rok, będą niezbędne do badania atmosfer planet krążących wokół pobliskich czerwonych karłów jak i poszukiwania życia na ich powierzchni.

Wyniki badań zaprezentowano na konferencji prasowej podczas spotkania AAS w Austin w Teksasie.

Źródło: ESA/Hubble Info Centre

  • Sebastian Sat

    Osobiście największe nadzieje pokładam w gwiazdeczkach typu K – pomarańczowych karłach. Są dwa razy bardziej pospolite we wszechświecie niż gwiazdy typu G (Słońce), Pozostają stabilne na diagramie H-R ponad dwukrotnie dłużej niż nasze Słońce – nawet do 30 miliardów lat. I co najważniejsze nie miotają śmiercionośną bronią w postaci rozbłysków.