science >> Wetenschap >  >> Astronomie

De ruimteweersvoorspelling voor Proxima Centauri B

Een artistieke impressie van het oppervlak van de planeet Proxima Cen b in een baan om de M-dwergster Proxima Centauri, de dichtstbijzijnde ster bij het zonnestelsel. De dubbelster Alpha Centauri AB verschijnt ook in de afbeelding. Krediet:ESO/M. Kornmesser

Proxima Centauri, de dichtstbijzijnde ster bij de aarde (slechts 4,28 lichtjaar verwijderd) krijgt tegenwoordig veel aandacht. Het herbergt een planeet, Proxima Cen b, waarvan de massa ongeveer 1,3 aardmassa is (hoewel het groter zou kunnen zijn, afhankelijk van de hoek waaronder we het bekijken). Bovendien, Proxima Cen b draait om de ster in zijn bewoonbare zone. Proxima Cen zelf is een M-dwergster met een massa van slechts ongeveer een tiende van de massa van de zon en een helderheid van ongeveer een duizendste van die van de zon; omdat de ster vaag is, de bewoonbare zone van de planeet twintig keer dichter bij de ster staat dan die van de aarde bij de zon, en de planeet draait in 11,3 dagen. M-dwergen zijn de meest voorkomende soort sterren, en hun kleine radii maken ze (relatief gezien) gemakkelijkere doelen om transiterende exoplaneet-signaturen te herkennen. Recente statistische schattingen hebben geconcludeerd dat de helft van de M-dwergsterren waarschijnlijk een exoplaneet herbergen tussen ongeveer 0,5-1,4 aardstralen die in of nabij hun "bewoonbare zone" cirkelen. Proxima Cen en zijn exoplaneet, daarom, zijn belangrijke referentieobjecten voor het begrijpen van sterren met een lage massa, hun planeten, en de planetaire omgevingen.

M-dwergsterren vormen een bijzonder gevaar voor hun planeten:een groot deel van hun straling, veel meer dan in zonachtige sterren, is in de vorm van UV, extreem UV, en röntgenstralen. Deze straling kan de atmosfeer van een planeet verdampen, vooral wanneer die planeten in de buurt in de bewoonbare zone draaien. Inderdaad, de vraag die astronomen stellen is of planeten zoals Proxima Cen b überhaupt enige atmosfeer kunnen behouden, in ieder geval lang genoeg om de planeet vanuit praktisch oogpunt 'bewoonbaar' te maken. Een bijkomend gevaar wordt gevormd door de magnetische activiteit van de ster, die niet alleen verantwoordelijk is voor de corrosieve straling, maar die ook sterrenwinden en coronale massa-ejecties veroorzaakt die zelfs nog gevaarlijker kunnen zijn voor het overleven van de atmosfeer.

De fotoverdamping van planetaire atmosferen als gevolg van stellaire straling is in beperkte situaties bestudeerd, maar er is niet veel aandacht besteed aan het geval van actieve M-dwergsterren en hun magnetische activiteit. CfA-astronomen Cecilia Garraffo, Jeremy Drake en Ofer Cohen zijn een programma begonnen om de sterrenwinden en het magnetische veld te modelleren voor actieve M-dwergsterren. en om de impact op de atmosferen van planeten in bewoonbare zones te onderzoeken. Proxima Cen is hun eerste specifieke voorbeeld. Ze ontdekten dat de druk van de stellaire wind op de exoplaneet duizend tot tienduizend keer hoger was dan de druk van de zonnewind op aarde. Bovendien, de druk is zeer ongelijkmatig, en Proxima b zal tweemaal per baan door deze extreme drukvariaties gaan, wat leidt tot de compressie en expansie van zijn atmosfeer met factoren tot 3 per dag. De atmosfeer van Proxima Cen b zal waarschijnlijk ook supersonische windcondities ervaren. Al deze verschijnselen zullen een significant negatief effect hebben op elke atmosfeer die op Proxima b zou kunnen bestaan. De mate waarin vergelijkbare vijandige omstandigheden heersen op andere M-dwerg-exoplaneten is onderwerp van verder onderzoek.