Energetyczne cząstki bombardujące egzoplanety TRAPPIST-1

Porównanie rozmiarów planet układu TRAPPIST-1 do Ziemi. Źródło: ESO/M. Kornmesser

TRAPPIST-1 to układ siedmiu planet o rozmiarach zbliżonych do rozmiarów Ziemi, krążących wokół ultra-chłodnego karła znajdującego się jakieś 120 lat świetlnych od Ziemi. Gwiazda, a tym samym cały układ planetarny ma od pięciu do dziesięciu miliardów lat, czyli mogą być nawet dwukrotnie starsze od naszej gwiazdy i naszego układu planetarnego. Dla naukowców poszukujących dowodów na istnienie życia pozaziemskiego, zaawansowany wiek układu oznacza więcej czasu dla chemii i ewolucji życia na tej planecie niż na Ziemi. Z drugiej strony, planety te znajdują się bardzo blisko swojej gwiazdy (najprawdopodobniej są one pływowo związane z gwiazdą czyli cały czas są do niej zwrócone tą samą stroną), a w związku z tym mogły przez długie miliardy lat pochłaniać wysokoenergetyczne promieniowanie w postaci wiatrów gwiezdnych, co z pewnością źle wpływało na ich atmosfery.

W najnowszym artykule opublikowanym w periodyku Astrophysical Journal, astronomowie z Centrum Astrofizyki (CfA) Harvarda, Federico Fraschetti, Jeremy Drake, Cecilia Garraffo i inni przeprowadzili teoretyczne symulacje skutków oddziaływania wysokoenergetycznych protonów wiatru słonecznego na pobliskie egzoplanety. Cząstki te powstają w rozbłyskach gwiezdnych lub w falach uderzeniowych napędzanych przez zdarzenia magnetyczne w koronie gwiazdy. Pomiary erupcji na Słońcu stanowią dla badaczy podstawę do tworzenia symulacji.

Astronomowi obliczyli pierwsze realistyczne symulacje propagacji energetycznych cząstek przez burzliwe pole magnetyczne karła klasy M i jego wiatr i dopasowali szczegóły do układu TRAPPIST-1. Okazało się, że cząstki uwięzione są w polu magnetycznym gwiazdy i skierowane do dwóch biegunowych strumieni skupiających się na płaszczyźnie orbit planety – niezależnie od wielu innych szczegółów. Naukowcy doszli do wniosku, że najbardziej wewnętrzna potencjalnie przyjazna dla życia planeta układu, TRAPPIST-1e bombardowana jest strumieniem protonów milion razy silniejszym niż obecnie ma to miejsce w przypadku Ziemi. Niemniej jednak, należy wziąć pod uwagę wiele zmiennych, na przykład kąt między polem magnetycznym a osią rotacji gwiazdy. W związku z tym wciąż istnieje spora niepewność co do bezpośredniego wpływu tych procesów na poszczególne planety.

Źródło: CfA

Artykuł naukowy: https://arxiv.org/abs/1902.03732