Het meest voorkomende type ster in de melkweg is de rode dwergster. Geen van deze kleine, vage sterren zijn met het blote oog vanaf de aarde te zien, maar ze kunnen veel krachtiger uitstralen dan alles wat onze zon uitzendt. Twee astronomen die de Hubble-ruimtetelescoop gebruikten, zagen een rode dwergster een krachtig type overstraling afgeven, een superflare genaamd. Dat is slecht nieuws voor alle planeten in de zogenaamde bewoonbare zones van deze sterren.
Rode dwergen vormen ongeveer 75% van de sterren in de Melkweg, dus ze bevatten waarschijnlijk veel exoplaneten. Wetenschappers denken zelfs dat de meeste planeten in bewoonbare zones in een baan om rode dwergen draaien. Maar hoe meer astronomen deze sterren observeren, hoe meer ze zich ervan bewust worden hoe chaotisch en energiek het in hun buurt kan zijn. Dat betekent dat we misschien moeten heroverwegen wat bewoonbare zone betekent.
"Toen ik me realiseerde hoeveel licht de superflare uitstraalde, zat ik geruime tijd naar mijn computerscherm te kijken en dacht ik:" Whoa. "” - Parke Loyd, Arizona State University.
Twee astronomen aan de Universiteit van Arizona observeerden jonge rode dwergsterren als onderdeel van een programma genaamd HAZMAT, of "Bewoonbare zones en M-dwergactiviteit in de tijd". HAZMAT gebruikt de Hubble-ruimtetelescoop om rode dwergsterren in drie verschillende stadia van hun leven te onderzoeken: jong, gemiddeld en oud. HAZMAT richtte zich op de ultraviolette straling afkomstig van de sterren, het deel van het elektromagnetische spectrum waarin deze sterren het meest actief zijn. Hun resultaten worden gedetailleerd beschreven in een nieuw artikel.
"Rode dwergsterren zijn de kleinste, meest voorkomende en langstlevende sterren in de melkweg", zegt Evgenya Shkolnik, assistent-professor aan ASU's School of Earth and Space Exploration en de hoofdonderzoeker van het HAZMAT-programma. "Bovendien denken we dat de meeste rode dwergsterren planetenstelsels hebben."
Astronomen denken dat de superflares van rode dwergsterren worden veroorzaakt door hun magnetische velden. Van sommige rode dwergsterren is bekend dat ze magnetische velden hebben die veel sterker zijn dan grotere sterren, waarschijnlijk omdat rode dwergen veel sneller roteren dan grotere sterren. Als de ster draait, kunnen de magnetische velden in de war raken. Als die verwarring te intens wordt, breken de magnetische veldlijnen en maken ze opnieuw verbinding, waardoor een enorme uitbarsting van ultraviolette energie ontstaat, een superflare.
De leeftijd van de ster maakt deel uit van het fenomeen superflare. Jongere sterren, vooral die in de eerste honderd miljoen jaar van hun leven, vertonen meer opvlammende activiteit dan sterren van gemiddelde en hoge leeftijd. En het is mogelijk dat dit affakkelen dagelijks plaatsvindt.
"Dit betekent dat we kijken naar superflares die elke dag of zelfs een paar keer per dag plaatsvinden." - Parke Loyd, Staatsuniversiteit van Arizona.
Parke Loyd, een postdoctoraal onderzoeker aan de Arizona State University, is de hoofdauteur van het artikel. Hij zei: "Toen ik me realiseerde hoeveel licht de superflare uitstraalde, zat ik geruime tijd naar mijn computerscherm te kijken en dacht ik:" Wauw. "
"Het verzamelen van gegevens over jonge rode dwergen was vooral belangrijk omdat we vermoedden dat deze sterren behoorlijk onhandelbaar zouden zijn in hun jeugd, dat is de eerste honderd miljoen jaar nadat ze zijn gevormd", zei Loyd.
Loyd voegde eraan toe: 'De meeste potentieel bewoonbare planeten in ons sterrenstelsel hebben intense fakkels moeten doorstaan, zoals we die op een bepaald moment in hun leven hebben waargenomen. Dat is een ontnuchterende gedachte. " De vraag is: kan het leven overleven?
Jonge rode dwergen zenden zoveel energie uit dat hun superflares krachtig genoeg zijn om de atmosfeer van alle planeten in hun bewoonbare zones te versnipperen. Veel van deze planeten kunnen op hun beurt vastzitten aan hun rode dwergster, een andere aandoening die het leven op deze exoplaneten een zeer uitdagend vooruitzicht maakt. Maar aangezien de meeste bewoonbare zone-exoplaneten in ons sterrenstelsel in een baan om rode dwergen draaien, is het belangrijk om de interacties tussen planeet en ster te bestuderen.
"Het doel van het HAZMAT-programma is om de bewoonbaarheid van planeten rond sterren met een lage massa te begrijpen", legt Shkolnik uit. "Deze lage-massa sterren zijn van cruciaal belang bij het begrijpen van planetaire atmosferen." Ultraviolette straling kan de chemie in de atmosfeer van een planeet veranderen of die atmosfeer mogelijk verwijderen.
“Fakkels zoals we hebben waargenomen, hebben het vermogen om de atmosfeer van een planeet weg te halen. Maar dat betekent niet noodzakelijkerwijs kommer en kwel voor het leven op aarde. " - Parke Loyd, Universiteit van Arizona.
De nieuwe studie presenteert gegevens van alleen het eerste deel van het HAZMAT-programma. Het richtte zich op de flare-frequentie van jonge rode dwergen van ongeveer 40 miljoen jaar oud. Deze sterren zijn veel energieker en chaotischer dan hun oudere tegenhangers. Ze flitsen met een grotere frequentie en energie dan sterren zoals onze eigen zon.
In ongeveer honderd jaar van het observeren van onze eigen zon, zijn we getuige geweest van slechts een paar fakkels die zelfs de energie van de rode dwerg superflares benaderden. En de twee astronomen observeerden deze rode dwergen slechts 10 uur. In die tijd observeerden ze 18 afzonderlijke fakkels die veel krachtiger waren dan alles wat onze zon kan produceren, met de krachtigste, de 'Hazflare' genoemd, 30 keer krachtiger dan alles wat ooit met de Hubble is gezien.
'Met de zon hebben we honderd jaar goede waarnemingen', zegt Loyd. "En in die tijd hebben we een, misschien twee, fakkels gezien die een energie hebben die die van de superflare nadert. In iets minder dan een dag aan Hubble-waarnemingen van deze jonge sterren, vingen we de superflare. Dit betekent dat we kijken naar superflares die elke dag of zelfs een paar keer per dag plaatsvinden. "
Dus hoe zou dagelijkse superflare-activiteit het levenspotentieel op deze planeten beïnvloeden? Loyd is onzeker. “Fakkels zoals we hebben waargenomen, hebben het vermogen om de atmosfeer van een planeet weg te halen. Maar dat betekent niet noodzakelijkerwijs kommer en kwel voor het leven op aarde. Het kan gewoon een ander leven zijn dan we ons voorstellen. Of er kunnen andere processen zijn die de atmosfeer van de planeet kunnen aanvullen. Het is zeker een harde omgeving, maar ik zou het gerust een steriele omgeving noemen. "
"Ik denk niet dat we op de een of andere manier zeker weten of planeten rond rode dwergen nog bewoonbaar zijn, maar ik denk dat de tijd het zal leren." - Evgenya Shkolnik, Arizona State University.
Ondanks deze ontdekking is er mogelijk een zilveren rand voor het leven op planeten die in een baan rond rode dwergen draaien. Een van de redenen dat rode dwergen zo zwak zijn, is dat ze lang meegaan. In feite kunnen rode dwergen biljoenen jaren bestaan. Dit betekent dat exoplaneten in de bewoonbare zone van jonge dwergen misschien een moeilijke start hebben, maar de lange levensduur van hun gastster kan in het voordeel van het leven werken.
Het volgende deel van het HAZMAT-programma zal sterren observeren op hun middelbare leeftijd, wanneer verwacht wordt dat deze opvlammende activiteit zal kalmeren. Na die fase zal HAZMAT op hun oude dag rode dwergen observeren. Dit zal astronomen helpen begrijpen hoe rode dwergen en de stralingsomgeving om hen heen en hun planeten in de loop van de tijd evolueren. Als het affakkelen afneemt, kunnen de vooruitzichten voor het leven verbeteren.
'Ze hebben gewoon veel meer kansen om te evolueren, gezien hun lange levensduur', zegt Shkolnik. "Ik denk niet dat we op de een of andere manier zeker weten of planeten rond rode dwergen nog bewoonbaar zijn, maar ik denk dat de tijd het zal leren."
- Persbericht van de Arizona State University: "ASU-astronomen vangen rode dwergster op in een superflare uitbarsting"
- Onderzoekspaper: HAZMAT. IV. FLARES EN SUPERFLARES OP JONGE M-STERREN IN HET VERE ULTRAVIOLET
- Wikipedia-vermelding: rode dwerg
- Persbericht van NASA: "Superflares van jonge rode dwergsterren Imperil-planeten"
- Persbericht van NASA: "Uitbarstingen kunnen de bewoonbaarheid van de planeet in de buurt van rode dwergen bedreigen"
