Artystyczna interpretacja DG CVn, układu podwójnego gwiazd składającego się z dwóch czerwonych karłów. Ilustracja pokazuje, jak wyzwala potężne rozbłyski, które mogą mieć wpływ na zamieszkiwanie planety. Źródło: NASA
Czerwone karły mogą wytwarzać rozbłyski gwiazdowe o poziomie promieniowania dalekiego ultrafioletu znacznie przekraczającym wcześniejsze oczekiwania, potencjalnie wpływając na możliwość zamieszkania na otaczających planetach.
Przełomowe badanie ujawniło, że czerwone karły mogą wytwarzać rozbłyski gwiazdowe, które przenoszą promieniowanie dalekiego ultrafioletu (dalekiego UV) na znacznie wyższym poziomie niż wcześniej sądzono. Odkrycie to sugeruje, że intensywne promieniowanie UV pochodzące z tych rozbłysków może znacząco wpłynąć na to, czy planety wokół czerwonych karłów będą nadawały się do zamieszkania. Badania prowadzone pod kierunkiem obecnych i byłych astronomów z Instytutu Astronomii Uniwersytetu Hawajskiego (IfA) zostały niedawno opublikowane w czasopiśmie Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.
„Uważa się, że niewiele gwiazd generuje wystarczającą ilość promieniowania UV poprzez rozbłyski, aby wpłynąć na możliwość zamieszkania na planecie. Nasze odkrycia pokazują, że znacznie więcej gwiazd może mieć tę zdolność” – powiedziała astronom Vera Berger, która podjęła się badań w ramach programu Research Experiences for Undergraduates w IfA, inicjatywie wspieranej przez Narodową Fundację Nauki.
Ilustracja przedstawiająca egzoplanetę Kepler-1649c krążącą wokół swojego macierzystego czerwonego karła. Źródło: NASA/Centrum Badań Amesa/Daniel Rutter
Berger i jej zespół wykorzystali dane archiwalne z teleskopu kosmicznego GALEX do poszukiwania rozbłysków wśród 300 000 pobliskich gwiazd. GALEX jest obecnie wycofany ze służby NASA w ramach której w latach 2003–2013 jednocześnie obserwowano większość nieba w zakresie bliskiego i dalekiego UV. Korzystając z nowych technik obliczeniowych, zespół wyciągnął z danych nowatorskie wnioski.
„Połączenie mocy nowoczesnych komputerów z gigabajtami obserwacji sprzed kilkudziesięciu lat pozwoliło nam szukać rozbłysków na tysiącach pobliskich gwiazd” – powiedział Michael Tucker, doktorant w IfA, a obecnie stażysta podoktorski na Ohio State University.
Podwójna krawędź UV
Zdaniem naukowców promieniowanie UV pochodzące z rozbłysków gwiazdowych może albo powodować erozję atmosfer planet, zagrażając ich potencjałowi do podtrzymywania życia, albo przyczyniać się do powstawania RNA elementy budulcowe niezbędne do powstania życia.
Badanie to podważa istniejące modele rozbłysków gwiazdowych i egzoplaneta zdolność do zamieszkania, co pokazuje, że emisja dalekiego UV z rozbłysków jest średnio trzy razy bardziej energetyczna niż zwykle zakłada się i może osiągnąć nawet dwunastokrotnie oczekiwany poziom energii.
Promieniowanie UV pochodzące z rozbłysków gwiazdowych może powodować erozję atmosfer planetarnych. Źródło: Uniwersytet Hawajski w Manoa
„Zmiana o trzy jest taka sama, jak różnica w promieniowaniu UV latem od Anchorage na Alasce do Honolulu, gdzie niezabezpieczona skóra może doznać poparzenia słonecznego w czasie krótszym niż 10 minut” – powiedział Benjamin J. Shappee, zastępca astronoma w IfA, który był mentorem Bergera.
Tajemnicza natura zwiększonej emisji UV
Dokładna przyczyna tej silniejszej emisji dalekiego UV pozostaje niejasna. Zespół uważa, że może być tak, że promieniowanie rozbłyskowe skupia się na określonych długościach fal, co wskazuje na obecność atomów takich jak węgiel i azot.
„To badanie zmieniło obraz środowiska wokół gwiazd mniej masywnych od naszego Słońca, które emitują bardzo mało światła UV poza rozbłyskami” – powiedział Jason Hinkle, doktorant w IfA, który jest współautorem badania.
Przyszłe kierunki badań
Według Bergera, obecnie stypendysta Churchilla na Uniwersytecie w Cambridge, potrzeba więcej danych z teleskopów kosmicznych, aby zbadać światło UV gwiazd, co jest kluczowe dla zrozumienia źródła tej emisji.
Odniesienie: „Rozbłyski gwiazd świecą w dalekim ultrafiolecie” Vera L Berger, Jason T Hinkle, Michael A Tucker, Benjamin J Shappee, Jennifer L van Saders, Daniel Huber, Jeffrey W Reep, Xudong Sun i Kai E Yang, 5 sierpnia 2024 r. ,Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.
DOI: 10.1093/mnras/stae1648
