science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Ontdekking van ruimteweer brengt bewoonbare planeten in gevaar

Artistieke impressie van flare van onze naburige ster Proxima Centauri die materiaal uitwerpt op een nabijgelegen planeet. Krediet:Mark Myers/OzGrav

Een ontdekking die stellaire uitbarstingen koppelt aan radio-burst-signaturen, zal het voor astronomen gemakkelijker maken om ruimteweer rond nabije sterren buiten het zonnestelsel te detecteren. Helaas, de eerste weerberichten van onze naaste buur, Proxima Centauri, zijn niet veelbelovend voor het vinden van het leven zoals wij dat kennen.

"Astronomen hebben onlangs ontdekt dat er twee 'aardachtige' rotsachtige planeten rond Proxima Centauri zijn, één binnen de 'bewoonbare zone' waar water in vloeibare vorm zou kunnen zijn, " zei Andrew Zic van de Universiteit van Sydney.

Proxima Centauri bevindt zich op slechts 4,2 lichtjaar van de aarde.

"Maar gezien Proxima Centauri is een coole, kleine rode dwergster, het betekent dat deze bewoonbare zone heel dicht bij de ster ligt; veel dichterbij dan Mercurius bij onze zon is, " hij zei.

"Wat ons onderzoek aantoont, is dat dit de planeten erg kwetsbaar maakt voor gevaarlijke ioniserende straling die de planeten effectief zou kunnen steriliseren."

Onder leiding van de heer Zic, astronomen hebben voor het eerst een definitief verband aangetoond tussen optische uitbarstingen en radio-uitbarstingen op een ster die niet de zon is. de bevinding, vandaag gepubliceerd in Het astrofysische tijdschrift , is een belangrijke stap in het gebruik van radiosignalen van verre sterren om effectief ruimteweerrapporten te produceren.

"Onze eigen zon zendt regelmatig hete wolken van geïoniseerde deeltjes uit tijdens wat we 'coronale massa-ejecties' noemen. Maar aangezien de zon veel heter is dan Proxima Centauri en andere rode dwergsterren, onze 'bewoonbare zone' is ver van het oppervlak van de zon, wat betekent dat de aarde relatief ver verwijderd is van deze gebeurtenissen, ' zei meneer Zic.

"Verder, de aarde heeft een zeer krachtig planetair magnetisch veld dat ons beschermt tegen deze intense uitbarstingen van zonneplasma."

Het onderzoek is gedaan in samenwerking met CSIRO, de Universiteit van West-Australië, Universiteit van Wisconsin-Milwaukee, Universiteit van Colorado en Curtin University. Er waren bijdragen van het ARC Center for Gravitational Waves en University of California Berkeley.

De studie maakte deel uit van de doctoraatsstudies van de heer Zic aan het Sydney Institute for Astronomy onder toezicht van professor Tara Murphy, plaatsvervangend hoofd van de School of Physics aan de Universiteit van Sydney. De heer Zic heeft nu een gezamenlijke positie ingenomen bij Macquarie University en CSIRO.

Hij zei:"M-dwerg-radio-uitbarstingen kunnen om andere redenen plaatsvinden dan op de zon, waar ze meestal worden geassocieerd met coronale massa-ejecties. Maar het is zeer waarschijnlijk dat er soortgelijke gebeurtenissen zijn die verband houden met de sterrenvlammen en radio-uitbarstingen die we in dit onderzoek hebben gezien."

Coronale massa-ejecties zijn enorm energetische uitzettingen van geïoniseerd plasma en straling die de stellaire atmosfeer verlaten.

"Dit is waarschijnlijk slecht nieuws op het gebied van ruimteweer. Het lijkt waarschijnlijk dat de meest voorkomende sterren van de melkweg - rode dwergen - geen geweldige plaatsen zullen zijn om het leven te vinden zoals we dat kennen, ' zei meneer Zic.

In het afgelopen decennium, er is een renaissance geweest in de ontdekking van planeten die rond sterren buiten ons zonnestelsel draaien. Er zijn nu meer dan 4000 exoplaneten bekend.

Dit heeft de hoop vergroot om 'aardachtige' omstandigheden op exoplaneten te vinden. Recent onderzoek zegt dat ongeveer de helft van de zonachtige sterren in de Melkweg de thuisbasis zou kunnen zijn van dergelijke planeten. Echter, Zonachtige sterren vormen slechts 7 procent van de stellaire objecten van de melkweg. Daarentegen, M-type rode dwergen zoals Proxima Centauri vormen ongeveer 70 procent van de sterren in de Melkweg.

De bevindingen suggereren sterk dat planeten rond deze sterren waarschijnlijk worden overspoeld met stellaire uitbarstingen en plasma-ejecties.

Methodologie

De waarnemingen van Proxima Centauri zijn gedaan met de Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP)-telescoop van CSIRO in West-Australië, de Zadko-telescoop van de University of Western Australia en een reeks andere instrumenten.

University of Western Australia wetenschapper Dr. Bruce Gendre, van het ARC Center of Excellence voor Gravitational Wave Discovery (OzGrav), zei dat het onderzoek helpt om de dramatische effecten van ruimteweer op zonnestelsels buiten de onze te begrijpen.

"Het begrijpen van ruimteweer is van cruciaal belang om te begrijpen hoe onze eigen planeetbiosfeer is geëvolueerd, maar ook voor wat de toekomst is, ' zei dokter Gendre.

Professor Murphy zei:"Dit is een opwindend resultaat van ASKAP. De ongelooflijke gegevenskwaliteit stelde ons in staat om de stellaire gloed van Proxima Centauri over zijn volledige evolutie in verbazingwekkend detail te bekijken.

"Het belangrijkste is, we kunnen gepolariseerd licht zien, dat is een handtekening van deze gebeurtenissen. Het is een beetje alsof je naar de ster kijkt met een zonnebril op. Als ASKAP eenmaal in de volledige onderzoeksmodus werkt, zouden we veel meer gebeurtenissen op nabije sterren moeten kunnen waarnemen."

Dit zal ons veel meer inzicht geven in het ruimteweer rond nabije sterren.

Andere faciliteiten, waaronder NASA's op planeten jagende Transiting Exoplanet Survey Satellite en de Zadko Telescope die gelijktijdig met ASKAP werden waargenomen en die de cruciale link vormen tussen de waargenomen radio-uitbarstingen en krachtige optische fakkels.

De heer Zic zei:"De kans dat de waargenomen zonnevlam en het ontvangen radiosignaal van onze buurman niet verbonden waren, is veel minder dan één kans op 128, 000."

Het onderzoek toont aan dat planeten rond Proxima Centauri sterke atmosferische erosie kunnen ondergaan, waardoor ze worden blootgesteld aan zeer intense röntgenstralen en ultraviolette straling.

Maar kunnen er magnetische velden zijn die deze planeten beschermen?

De heer Zic zei:"Dit blijft een open vraag. Hoeveel exoplaneten hebben magnetische velden zoals de onze?"

Tot nu toe zijn er geen waarnemingen van magnetische velden rond exoplaneten geweest en het zou lastig kunnen zijn om deze te vinden. De heer Zic zei dat een mogelijke manier om verre magnetische velden te identificeren zou zijn om naar aurorae te zoeken, zoals die rond de aarde en ook gezien op Jupiter.

"Maar zelfs als er magnetische velden zouden zijn, gezien de stellaire nabijheid van planeten in de bewoonbare zone rond M-dwergsterren, dit is misschien niet genoeg om hen te beschermen, ' zei meneer Zic.