"Vesmírné počasí" ničí naše šance na život na exoplanetech

Astronomové, kteří loví planetu, mohou být zklamáni, když zjistí, že běžné hvězdné erupce, známé jako ejekce koronální hmoty (CME), by mohly mít významný dopad na to, zda by nově objevené exoplanety podobné Zemi mohly skutečně podporovat život.

Nedávná studie vzala informace o CMEs v naší vlastní sluneční soustavě a aplikovala ji na chladný hvězdný systém - oblíbené místo pro hledání planet, které by mohly podporovat život podobným způsobem jako Země. CMEs jsou typickým aspektem „kosmického počasí“, ale na planetě, která existuje blíže ke své hvězdě, by účinky CME exponenciálně vzrostly. A v systémech s nízkou hmotností, chladnějšími hvězdami mohou být obytné zóny mnohem blíže k hvězdám než v naší sluneční soustavě. V tom spočívá problém.

CMEs mohou komprimovat magnetosféru planety - ochrannou magnetickou bublinu, která chrání planetu - a tak vystavuje atmosféru planety a dokonce ji odvádí od planety. To by ve skutečnosti vystavilo exoplanetu škodlivým rentgenovým paprskům od své hostitelské hvězdy a mělo by to mít vážný vliv na jakékoli potenciální formy života.

„I když tyto chladné hvězdy mohou být nejhojnější a zdá se, že nabízejí nejlepší vyhlídky na nalezení života jinde, zjistíme, že mohou být mnohem nebezpečnější pro život v důsledku svých CME,“ řekl absolvent Marc Kornbleuth, který pomáhal projekt.

Nový výzkum je prezentován v pondělí na Národním setkání astronomie na University of Hull Dr. Christinou Kay z NASA Goddard Flight Centre.

Tým modeloval trajektorii teoretických CMEs z chladné hvězdy V374 Pegasi a uvědomil si, že silné magnetické pole hvězdy dokonce tlačí CME na astrofyzikální aktuální list, kde zůstávají v pasti.

I když to zní neuvěřitelně bezútěšně, pokud jde o hledání života, stále existuje naděje na systém TRAPPIST, kde se nacházejí tři potenciálně obývatelné planety. TRAPPIST-1, ultralehká trpasličí hvězda v systému TRAPPIST je chladnější - a tím mnohem stabilnější - než jiné hvězdné odrůdy. Vzhledem k tomu, že se jedná o příklad trpaslíka, který není tak nestabilní jako ostatní hvězdy, je stále možné, že ve vesmíru nejsme sami.

Abstraktní:

Solární koronální hmotnostní ejekce (CME) produkují na Zemi nepříznivé účinky počasí. Planety v blízké obytné zóně magneticky aktivních trpaslíků M se mohou setkat s extrémnějším vesmírným počasím než na Zemi, včetně častých dopadů CME, které vedou k erozi atmosféry a zanechávají povrch vystavený extrémní aktivitě světlice. Podobná eroze může nastat pro horké Jupiters s blízkými orbitami kolem slunečních hvězd. Vyvinuli jsme model, Forecasting pro CME Altered Trajectory (ForeCAT), který předpovídá vychýlení CME. Přizpůsobujeme ForeCAT tak, aby simuloval průhyby CME pro střední typ M trpaslíků V374 Peg a horkých Jupiterů se solárními hostiteli. Silné magnetické pole V374 Peg může zachytit CME na Astrospheric Current Sheet M dwarfs, což je umístění minima v magnetickém poli na pozadí. Sluneční typ CME se chovají podobně, ale mají mnohem menší průhyby a nejsou zachyceni v Astrospheric Current Sheet. Pravděpodobnost planetárního dopadu se snižuje s rostoucím sklonem planetární oběžné dráhy vzhledem k Astrospheric Current Sheet - dopady 0,5 až 5 CME denně pro M trpasličí exoplanety, dopady 0,05 až 0,5 CME za den pro horké Jupitery slunečního typu. Určujeme minimální planetární magnetické pole potřebné k ochraně atmosféry planety před dopady CME. M trpasličí exoplanety vyžadují hodnoty mezi desítkami a stovkami Gauss. Horké Jupitery kolem hvězdy slunečního typu však vyžadují rozumnější hodnotu <30 G. Tyto hodnoty překračují velikost potřebnou k ochraně planety před hvězdným větrem, což naznačuje, že CMEs mohou být klíčovou hnací silou atmosférických ztrát.