Nieuwe waarnemingen door twee astronomen van de Arizona State University met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop hebben een rode dwergster in een gewelddadige uitbarsting gevangen, of superflare. De uitbarsting van straling was krachtiger dan een dergelijke uitbarsting die ooit van de zon is waargenomen, en zou waarschijnlijk de bewoonbaarheid van planeten die eromheen draaien, beïnvloeden.

Bovendien, de astronomen zeggen, dergelijke superflares komen vaker voor bij jongere rode dwergen, die 100 tot 1000 keer krachtiger uitbarsten dan wanneer ze ouder worden.

De superflare werd gedetecteerd als onderdeel van een Hubble Space Telescope-observatieprogramma genaamd HAZMAT, wat staat voor "HAbitable Zones en M dwergactiviteit over de tijd". Het programma onderzoekt rode dwergen (ook bekend als M-dwergen) op drie verschillende leeftijden:jong, tussenliggend, en oud - en observeert ze in ultraviolet licht, waar ze de meeste activiteit vertonen.

"Rode dwergsterren zijn de kleinste, meest voorkomende, en langstlevende sterren in de melkweg, " zegt Evgenya Shkolnik, een assistent-professor in ASU's School of Earth and Space Exploration en de hoofdonderzoeker van het HAZMAT-programma. "In aanvulling, we denken dat de meeste rode dwergsterren systemen van planeten hebben die om hen draaien."

De baan van de Hubble-telescoop boven de atmosfeer van de aarde geeft het duidelijk, ongehinderd zicht op ultraviolette golflengten. Aangenomen wordt dat de fakkels worden aangedreven door intense magnetische velden die verstrikt raken in de kolkende bewegingen van de stellaire atmosfeer. Wanneer het klitten te intens wordt, de velden breken en maken opnieuw verbinding, ontketenen enorme hoeveelheden energie.

ASU-postdoctoraal onderzoeker Parke Loyd is de eerste auteur van de paper (verschijnt in de Astrofysisch tijdschrift ) die rapporteert over de stellaire uitbarstingen.

Hij zegt, "Toen ik me realiseerde hoeveel licht de superflare uitstraalde, Ik zat een hele tijd naar mijn computerscherm te kijken, alleen maar denkend, 'Ho.'"

Loyd-aantekeningen, "Het verzamelen van gegevens over jonge rode dwergen was vooral belangrijk omdat we vermoedden dat deze sterren in hun jeugd behoorlijk weerbarstig zouden zijn, dat is de eerste honderd miljoen jaar of zo nadat ze zijn gevormd."

Hij voegt toe, "De meeste potentieel bewoonbare planeten in onze melkweg hebben te maken gehad met intense uitbarstingen zoals degene die we op een bepaald moment in hun leven hebben waargenomen. Dat is een ontnuchterende gedachte."

Ruwe omgeving voor planeten

Ongeveer driekwart van de sterren in ons Melkwegstelsel zijn rode dwergen. De meeste planeten van de "bewoonbare zone" van de melkweg - planeten die om hun sterren draaien op een afstand waar de temperaturen matig genoeg zijn om vloeibaar water op hun oppervlak te laten bestaan ​​- draaien in een baan om rode dwergen. In feite, de dichtstbijzijnde ster bij onze zon, een rode dwerg genaamd Proxima Centauri, heeft een planeet ter grootte van de aarde in zijn bewoonbare zone.

Echter, rode dwergen, vooral jonge rode dwergen, zijn actieve sterren, uitbarstingen produceren die zoveel energie kunnen uitstoten dat het de atmosfeer van deze jonge planeten verstoort en mogelijk verwijdert.

"Het doel van het HAZMAT-programma is om de bewoonbaarheid van planeten rond sterren met een lage massa te begrijpen, " legt Shkolnik uit. "Deze sterren met een lage massa zijn van cruciaal belang voor het begrijpen van planetaire atmosferen." Ultraviolette straling kan de chemie in de atmosfeer van een planeet veranderen, of mogelijk die atmosfeer verwijderen.

De waarnemingen gerapporteerd in de Astrofysisch tijdschrift onderzocht de fakkelfrequentie van 12 jonge (40 miljoen jaar oude) rode dwergen en vertegenwoordigen slechts het eerste deel van het HAZMAT-programma. Deze sterren laten zien dat jonge sterren met een lage massa veel vaker en krachtiger opflakkeren dan oude sterren en sterren van middelbare leeftijd zoals onze zon, zoals blijkt uit de superflare.

"Met de zon, we hebben honderd jaar goede waarnemingen, " zegt Loyd. "En in die tijd, we hebben er een gezien, misschien twee, fakkels die een energie hebben die die van de superflare benadert."

Echter, hij zegt, "In iets minder dan een dag aan Hubble-waarnemingen van deze jonge sterren, we hebben de superflare gevangen. Dit betekent dat we elke dag of zelfs een paar keer per dag naar superflares kijken."

Kunnen superflares met zo'n frequentie en intensiteit jonge planeten baden in zoveel ultraviolette straling dat ze elke kans op bewoonbaarheid voor altijd uitsluiten?

Volgens Loyd, "Flarden zoals we hebben waargenomen, hebben het vermogen om de atmosfeer van een planeet te verwijderen. Maar dat betekent niet noodzakelijkerwijs kommer en kwel voor het leven op de planeet. Het kan gewoon een ander leven zijn dan we ons voorstellen. Of er kunnen andere processen zijn die zou de atmosfeer van de planeet kunnen aanvullen. Het is zeker een barre omgeving, maar ik zou aarzelen om het een steriele omgeving te noemen."

Het volgende deel van de HAZMAT-studie is het bestuderen van rode dwergen van gemiddelde leeftijd die 650 miljoen jaar oud zijn. Vervolgens zullen de oudste rode dwergen worden geanalyseerd en vergeleken met de jonge en tussenliggende sterren om inzicht te krijgen in de evolutie van de hoogenergetische stralingsomgeving voor planeten rond deze lage-massasterren.

Rode dwergen, die naar schatting wel een biljoen jaar branden, een enorme hoeveelheid tijd beschikbaar hebben om uiteindelijk evoluerende te hosten, bewoonbare planeten.

"Ze hebben gewoon veel meer mogelijkheden om het leven te laten evolueren, gezien hun lange levensduur, " zegt Shkolnik. "Ik denk niet dat we op de een of andere manier zeker weten of planeten die om rode dwergen draaien al bewoonbaar zijn, maar ik denk dat de tijd het zal leren."

Ze zegt, "Het is geweldig dat we in een tijd leven waarin we de technologie hebben om dit soort vragen daadwerkelijk te beantwoorden, in plaats van er alleen maar over te filosoferen."