Согласно новому исследованию Северо-Западного университета, вспышки звезд, испускаемые звездой-хозяином планеты, не обязательно препятствуют образованию жизни.
Испускаемые звездами, звездные вспышки-это внезапные вспышки магнитных образов. На Земле солнечные вспышки иногда повреждают спутники и нарушают радиосвязь. В других частях Вселенной мощные звездные вспышки также обладают способностью истощать и разрушать атмосферные газы, такие как озон. Без озона вредные уровни ультрафиолетового (УФ) излучения могут проникать в атмосферу планеты, тем самым уменьшая ее шансы на укрывательство поверхностной жизни.
Объединив 3D-химию атмосферы и климатическое моделирование с наблюдаемыми данными о вспышках от далеких звезд, команда северо-западных ученых обнаружила, что звездные вспышки могут играть важную роль в долгосрочной эволюции атмосферы и обитаемости планеты."Мы сравнили химию атмосферы планет, испытывающих частые вспышки, с планетами, не испытывающими вспышек. Долгосрочная химия атмосферы очень отличается", - сказал Говард Чен из Северо-Западного университета, первый автор исследования. "Непрерывные вспышки фактически приводят атмосферный состав планеты в новое химическое равновесие."
"Мы обнаружили, что звездные вспышки не исключают существования жизни", - добавил Дэниел Хортон, старший автор исследования. "В некоторых случаях сжигание не разрушает весь атмосферный Озон. У поверхностной жизни еще может быть шанс."
Важность вспышек
Все звезды, включая наше собственное солнце, вспыхивают или произвольно высвобождают накопленную энергию. К счастью для землян, вспышки солнца обычно оказывают минимальное воздействие на планету.
"Наше Солнце больше похоже на мягкого гиганта",-сказала Эллисон Янгблад, астроном из Университета Колорадо и соавтор исследования. - Он старше и не так активен, как более молодые и мелкие звезды. Земля также имеет сильное магнитное поле, которое отклоняет разрушительные ветры солнца."
К сожалению, большинству потенциально обитаемых экзопланет повезло меньше. Чтобы планеты могли потенциально содержать жизнь, они должны находиться достаточно близко к звезде, чтобы их вода не замерзала, но не настолько близко, чтобы вода испарялась.
- Мы изучали планеты, вращающиеся в пределах обитаемых зон карликовых звезд м и К - самых распространенных звезд во Вселенной, - сказал Хортон. "Обитаемые зоны вокруг этих звезд уже, потому что звезды меньше и менее мощные, чем звезды, подобные нашему Солнцу. С другой стороны, считается, что карликовые звезды M и K имеют более частую вспышечную активность, чем наше Солнце, и их приливно-отливные планеты вряд ли имеют магнитные поля, помогающие отклонять их звездные ветры."
Ранее Чен и Хортон провели исследование долгосрочных климатических средних звездных систем M карликов. Вспышки, однако, происходят в течение нескольких часов или дней. Хотя эти краткие временные рамки могут быть трудно смоделированы, включение эффектов вспышек важно для формирования более полной картины атмосферы экзопланет. Исследователи добились этого, включив в свои модели данные о вспышках со спутника NASA Transiting Exoplanet Satellite Survey, запущенного в 2018 году.
Используя осветительные ракеты, чтобы обнаружить жизнь
Если на этих М и Ккарликовых экзопланетах есть жизнь, предыдущие работы предполагают, что звездные вспышки могут облегчить ее обнаружение. Например, звездные вспышки могут увеличить количество газов, указывающих на жизнь (таких как диоксид азота, Закись азота и азотная кислота) от незаметных до обнаруживаемых уровней.
"События космической погоды обычно рассматриваются как ущерб обитаемости", - сказал Чэнь. "Но наше исследование количественно показывает, что некоторая космическая погода действительно может помочь нам обнаружить сигнатуры важных газов, которые могут означать биологические процессы."
В этом исследовании приняли участие исследователи из самых разных областей знаний и опыта, включая климатологов, экзопланетологов, астрономов, теоретиков и наблюдателей.
"Этот проект был результатом фантастических коллективных усилий команды",-сказал Эрик т. Вольф, планетолог из CU Boulder и соавтор исследования. "Наша работа подчеркивает преимущества междисциплинарных усилий при исследовании условий на экзопланетах."
Исследование выполнено при поддержке НАСА Земли и космической науки и техники, научно-исследовательских премии (количество 80NSSC19K1523).
