Trójwymiarowa mapa gwiazd w pobliżu Słońca, które znajdują się na tyle blisko Ziemi, że planety w ich strefach zamieszkiwalnych można bezpośrednio sfotografować za pomocą przyszłych teleskopów, wraz z artystyczną ilustracją takiego układu. W nowym badaniu wykorzystano dane rentgenowskie do oceny możliwości zamieszkania egzoplanet poprzez badanie poziomów promieniowania, które może wpływać na ich atmosfery. Takie dane mają kluczowe znaczenie dla kierowania przyszłymi teleskopami, których zadaniem będzie obrazowanie planet podobnych do Ziemi. Źródło: Cal Poly Pomona/B. Spoiwo; NASA/CXC/M.Weiss
Za pomocą trójwymiarowej mapy gwiazd badacze analizują, w jaki sposób pobliskie gwiazdy mogą wpływać na atmosferę swoich planet za pomocą promieni rentgenowskich, pomagając w poszukiwaniach egzoplanet nadających się do zamieszkania przez przyszłe teleskopy.
- Obserwacje rentgenowskie pobliskich gwiazd pomagają astronomom identyfikować najlepsze cele do poszukiwania egzoplanet charakteryzujących się warunkami odpowiednimi do powstania życia.
- Takie planety można będzie bezpośrednio sfotografować podczas poszukiwań za pomocą teleskopów przyszłej generacji.
- Szkodliwe promieniowanie gwiazdy w postaci promieni rentgenowskich i ultrafioletu może uszkodzić, a nawet zniszczyć atmosferę planety.
- Naukowcy wykorzystali NASAObserwatorium Rentgenowskie Chandra i XMM-Newton należące do ESA, aby przyjrzeć się 57 egzoplanetom.
Po lewej stronie powyższego zdjęcia grafika przedstawia trójwymiarową mapę gwiazd w pobliżu Słońca. (Zobacz szczegółowy widok poniżej.) Gwiazdy te znajdują się na tyle blisko, że mogą być głównymi celami w bezpośrednich poszukiwaniach planet za pomocą przyszłych teleskopów. Niebieskie halo przedstawiają gwiazdy zaobserwowane za pomocą Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton należącego do ESA. Żółta gwiazda w środku tego diagramu przedstawia położenie Słońca. Koncentryczne pierścienie pokazują odległości 5, 10 i 15 parseków (jeden parsek odpowiada w przybliżeniu 3,2 lat świetlnych).
Astronomowie wykorzystują te dane rentgenowskie do określenia, w jaki sposób planety nadające się do zamieszkania mogą być oparte na tym, czy otrzymują śmiercionośne promieniowanie od gwiazd, które krążą. Tego typu badania pomogą w prowadzeniu obserwacji za pomocą teleskopów nowej generacji, których celem będzie wykonanie pierwszych zdjęć planet takich jak Ziemia.
Naukowcy zbadali gwiazdy znajdujące się na tyle blisko Ziemi, że teleskopy, które mają zacząć działać w ciągu następnej dekady lub dwóch – w tym kosmiczne Obserwatorium Światów Habitable i naziemne Ekstremalnie Duże Teleskopy – mogłyby wykonywać zdjęcia planet w tzw. strefy. Termin ten określa orbity, na których powierzchni planet może znajdować się woda w stanie ciekłym.
Artystyczna ilustracja przedstawiająca planetę w ekosferze gwiazdy. Planety w zamieszkałych strefach swoich gwiazd prawdopodobnie mają na powierzchni wodę w stanie ciekłym. Źródło: Cal Poly Pomona/B. Spoiwo
Istnieje kilka czynników wpływających na to, co może sprawić, że planeta będzie odpowiednia do życia, jakie znamy. Jednym z tych czynników jest ilość otrzymywanego przez nie szkodliwego promieniowania rentgenowskiego i ultrafioletowego, które może uszkodzić lub nawet zniszczyć atmosferę planety.
Na podstawie obserwacji rentgenowskich niektórych z tych gwiazd przy wykorzystaniu danych z Chandry i XMM-Newton zespół badawczy zbadał, które gwiazdy na orbitujących planetach mogą mieć gościnne warunki, w których może powstać i prosperować życie. Badali, jak jasne są gwiazdy w promieniowaniu rentgenowskim, jak energiczne są promienie rentgenowskie oraz jak bardzo i jak szybko zmieniają się moc promieniowania rentgenowskiego, na przykład z powodu rozbłysków. Jaśniejsze i bardziej energetyczne promienie rentgenowskie mogą powodować większe zniszczenia w atmosferach krążących wokół planet.
Naukowcy wykorzystali prawie 10 dni obserwacji Chandry i około 26 dni obserwacji XMM, dostępnych w archiwach, do zbadania zachowania w promieniowaniu rentgenowskim 57 pobliskich gwiazd, z których niektóre miały znane planety. Większość z nich to planety-olbrzymy, np Jupiter, SaturnLub Neptunpodczas gdy tylko kilka planet lub kandydatów na planety mogłoby mieć masę mniejszą niż około dwukrotnie większą od Ziemi.
Trójwymiarowa mapa gwiazd w pobliżu Słońca, które znajdują się wystarczająco blisko Ziemi, aby planety w ich strefach zamieszkiwalnych można było bezpośrednio fotografować za pomocą przyszłych teleskopów. Planety w zamieszkałych strefach swoich gwiazd prawdopodobnie mają na powierzchni wodę w stanie ciekłym. Badanie niektórych z tych gwiazd (pokazanych w niebieskich halo) przeprowadzone przez Chandrę i XMM-Newton wskazuje te, które najprawdopodobniej mają wokół siebie egzoplanety nadające się do zamieszkania, w oparciu o drugi warunek – czy otrzymają śmiertelne promieniowanie od gwiazd, które krążą. Źródło: Cal Poly Pomona/B. Spoiwo; NASA/CXC/M.Weiss
Wyniki te zostały zaprezentowane na 244. spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w Madison w stanie Wisconsin przez Breannę Binder (Politechnika Kalifornijska w Pomona).
Centrum Lotów Kosmicznych im. Marshalla zarządza programem Chandra. Centrum rentgenowskie Chandra w Obserwatorium Smithsonian Astrophysical Observatory kontroluje badania naukowe z Cambridge w stanie Massachusetts i operacje lotnicze z Burlington w stanie Massachusetts.
