Chociaż gwałtowne i nieprzewidywalne rozbłyski gwiazdowe emitowane przez gwiazdę macierzystą egzoplanety niekoniecznie zapobiegają powstaniu życia na jej powierzchni – mówi nowe badanie naukowców z Northwestern University.
Emitowane przez gwiazdy rozbłyski to nagłe błyski energii magnetycznej. Na Ziemi rozbłyski słoneczne czasami uszkadzają satelity i zakłócają komunikację radiową. Jednak w innych częściach Wszechświata potężne flary gwiazdowe mają również zdolność do wyczerpania i niszczenia gazów atmosferycznych, takich jak ozon. Zniszczenie takich gazów może pozwolić na przenikanie przez atmosferę planety szkodliwym poziomom promieniowania UV, zmniejszając w ten sposób szansę egzoplanety na bycie przyjazną dla jej życia.
Łącząc chemię atmosferyczną i modelowanie klimatu 3D z obserwowanymi danymi dotyczącymi rozbłysków z odległych gwiazd, zespół naukowców odkrył, że rozbłyski gwiazdowe mogą odgrywać ważną rolę w długoterminowej ewolucji atmosfery planety i jej zdolności do zamieszkania.
Porównaliśmy chemię atmosferyczną planet doświadczających częstych rozbłysków z planetami, które ich nie doświadczają. Długoterminowa chemia atmosferyczna jest zupełnie inna – powiedział Howard Chen z Northwestern, pierwszy autor badania.
Odkryliśmy, że rozbłyski gwiazdowe nie muszą wykluczać istnienia życia. W niektórych przypadkach nie powodują erozji całego ozonu atmosferycznego. Życie na powierzchni wciąż może mieć szansę na walkę – dodał Daniel Horton, starszy autor badania.
Wszystkie gwiazdy – w tym nasze własne Słońce – doświadczają rozbłysków lub losowo uwalniają zmagazynowaną energię. Na szczęście dla Ziemian, rozbłyski słoneczne mają zwykle minimalny wpływ na planetę.
W przeciwieństwie do Ziemi, której gwiazda macierzysta nie jest już tak aktywna a sama planeta posiada silne pole magnetyczne chroniące ją przed promieniowaniem słonecznym. Większość egzoplanet potencjalnie nadających się do zamieszkania nie ma tyle szczęścia. Aby planety mogły być potencjalnym siedliskiem życia, muszą znajdować się takiej odległości od swojej gwiazdy, aby woda na ich powierzchni pozostawała w stanie ciekłym.
Badaliśmy planety krążące w ekosferze karłów typu M i K – najpospolitszych gwiazd we Wszechświecie. Strefy zdatne do zamieszkania wokół tych gwiazd są węższe, ponieważ karły są mniejsze i słabsze niż gwiazdy takie, jak nasze Słońce. Z drugiej strony uważa się, że karły typu M i K mają częstszą aktywność rozbłyskową niż nasze Słońce i jest mało prawdopodobne, aby na ich planetach, zamkniętych pływowo, pola magnetyczne pomagały odchylać ich wiatry gwiazdowe – powiedział Horton.
Chen i Horton wcześniej przeprowadzili badanie długoterminowych średnich klimatycznych układów gwiazdowych karłów typu M. Jednak rozbłyski pojawiają się w skalach długości godzin lub dni. Chociaż tak krótkie skale mogą być trudne do symulowania, uwzględnienie skutków rozbłysków jest ważne, aby stworzyć pełniejszy obraz atmosfer egzoplanet. Osiągnięto to poprzez włączenie do swoich symulacji modelowych danych dotyczących rozbłysków gwiazd uzyskanych z satelity TESS.
Poprzednie prace zakładały, że jeżeli na egzoplanetach krążących wokół karłów typu M i K istnieje życie, rozbłyski gwiazdowe mogą ułatwić ich wykrycie, np. zwiększając obfitość gazów wskazujących życie (takich jak dwutlenek azotu, podtlenek azotu i kwas azotowy) z poziomów niezauważalnych dla wykrycia.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
The upside of volatile space weather
Persistence of flare-driven atmospheric chemistry on rocky habitable zone worlds
Źródło: Northwestern University
Na ilustracji: Wizja artystyczna serii potężnych rozbłysków gwiazdowych. Źródło: Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda NASA / S. Wiessinger
