Сильні зоряні спалахи можуть не перешкоджати життю на екзопланетах, а можуть полегшити його виявлення

Згідно з новим дослідженням, зоряні спалахи, що випромінюются зіркою-господарем планети, не обов′язково перешкоджають формуванню життя.

Про це розповідають в Північно-Західному університеті, США.

Випромінювані зірками, зоряні спалахи — це раптові спалахи відображення магнетизму. На Землі сонячні спалахи іноді пошкоджують супутники та порушують радіозв'язок. В інших місцях Всесвіту потужні зоряні спалахи також мають здатність виснажувати та руйнувати атмосферні гази, такі як озон. Без озону шкідливі рівні ультрафіолетового випромінювання можуть проникати в атмосферу планети, зменшуючи тим самим її шанси укрити на поверхні життя.

Поєднуючи тривимірну хімію атмосфери та кліматичне моделювання з даними спостережень за спалахами на далеких зірках, команда, очолювана Північно-Західним університетом, виявила, що зоряні спалахи можуть відігравати важливу роль у довгостроковій еволюції атмосфери та життєпридатності планети.

"Ми порівняли атмосферну хімію планет, які піддаються частим спалахам, з планетами, які не піддаються спалахам. Довгострокова хімія атмосфери сильно відрізняється", - сказав Говард Чен зі вказаного вишу, перший автор дослідження. "Постійні спалахи насправді приводять атмосферний склад планети до нової хімічної рівноваги".

"Ми виявили, що зоряні спалахи не виключають існування життя", - додав Даніель Хортон, старший автор дослідження. "У деяких випадках спалахи не роз’їдають весь атмосферний озон. Наземне життя все ще може мати шанси на боротьбу".

Дослідження опубліковане в журналі Nature Astronomy. Це спільна робота дослідників з Північно-Західного університету, Колорадського університету в Боулдері, Чиказького університету, Массачусетського технологічного інституту та віртуального інституту NASA Nexus for Exoplanet System Science (NExSS).

Хортон — доцент кафедри наук про Землю та планети в Північно-Західному коледжі мистецтв і наук Вайнберга. Чен — кандидат наук у групі Хортона з дослідження змін клімату та майбутній дослідник НАСА.

Важливість спалахів

Усі зірки, включаючи наше власне Сонце, спалахують, або випадково вивільняють накопичену енергію. На щастя для землян, сонячні спалахи зазвичай мають мінімальний вплив на планету.

"Наше Сонце — здебільшого ніжний велетень", - сказала Еллісон Янгблуд, астроном з Колорадського університету та співавтор дослідження. "Воно старіше і не таке активне, як молоді та менші зірки. Земля також має сильне магнітне поле, яке відхиляє руйнівні вітри сонця".

На жаль, більшості потенційно придатних для життя екзопланет не так пощастило. Для того, щоб планети потенційно могли укривати життя, вони повинні знаходитися достатньо близько до зірки, щоб їх вода не замерзала, але не настільки близько, щоб вода випаровувалася.

"Ми вивчали планети, які обертаються у жилих зонах карликових зірок типів М і К — найпоширеніших зірок у Всесвіті", - сказав Хортон. "Жилі зони навколо цих зірок вужчі, тому що зірки менші і менш потужні, ніж такі зірки, як наше Сонце. З іншого боку, вважається, що карликові зірки типів М і К мають більш часті спалахування, ніж наше Сонце, а їхні припливно захоплені планети навряд чи матимуть магнітні поля, які допомагатимуть відбивати їхні зоряні вітри".

Раніше Чен і Хортон провели дослідження довгострокових кліматичних середніх показників у зоряних системах з М-карликами. Однак спалахи трапляються впродовж кількох годин або днів. Незважаючи на те, що ці короткі часові шкали може бути важко змоделювати, врахування ефектів спалахів є важливим для формування більш повного уявлення про екзопланетну атмосферу. Дослідники досягли цього, включивши до моделювання дані про спалахи, отримані зі Супутника огляду транзитів екзопланет НАСА.

Використання спалахів для виявлення життя

Якщо на цих екзопланетах навколо M- та K-карликів є життя, то попередня робота висуває гіпотезу про те, що зоряні спалахи можуть полегшити його виявлення. Наприклад, зоряні спалахи можуть збільшити кількість газів, що вказують на життя (наприклад, діоксид азоту, закис азоту та азотну кислоту), від непомітних до рівнів, що виявляються.

"Події космічної погоди зазвичай розглядаються як шкода для життєпридатності", - сказав Чен. "Але наше дослідження кількісно показує, що деяка космічна погода насправді може допомогти нам виявити сигнатури важливих газів, які можуть означати біологічні процеси".

У цьому дослідженні брали участь дослідники із самих різних областей, включаючи вчених-кліматологів, вчених-екзопланетолоків, астрономів, теоретиків та спостерігачів.

"Цей проект став результатом фантастичної колективної роботи", - сказав Ерік Т. Вольф, вчений-планетарій спеціаліст з Колорадського університету в Боулдері і співавтор дослідження. "Наша робота підкреслює переваги міждисциплінарних зусиль при дослідженні умов на позасонячних планетах".

Читайте ще цікаві новини про космос.