Звездные ветры и испаряющиеся атмосферы экзопланет

Астрономы завершили симуляции с помощью параметров системы TRAPPIST-1, которые раскрывают сложные возможные последствия действия звездного ветра на атмосферу планет.

Об этом рассказывают в Гарвард-Смитсоновском Центре астрофизики (CfA).

Большинство звезд, включая Солнце, генерируют магнитную активность, которая приводит в действие быстро движущийся ионизированный ветер, а также производят рентгеновское и ультрафиолетовое излучения (часто его называют XUV-излучением). XUV-излучение от звезды может поглощаться в верхних слоях атмосферы орбитальной планеты, где оно способно нагреть газ настолько, чтобы он вышел из атмосферы планеты.

Звезды М-карлики, самый распространенный тип звезд, они меньше и прохладнее Солнца, и они могут иметь очень активные магнитные поля. Их холодная поверхностная температура приводит к тому, что их обитаемые зоны находятся близко к звезде (обитаемые зоны – это диапазон расстояний, в пределах которых вода на поверхности орбитальной планеты может оставаться жидкой). Любые скалистые экзопланеты, вращающиеся вокруг М-карлика в его обитаемой зоне, поскольку они находятся близко к звезде, особенно уязвимы к действию фотоиспарения, которое может привести к частичному или даже полному удалению атмосферы. Некоторые теоретики утверждают, что планеты с существенными водородными или гелиевыми оболочками могут стать более пригодными для жизни, если фотоиспарение удалит достаточное количество газового одеяла.

Влияние XUV-излучения на атмосферу экзопланет изучается уже почти двадцать лет, но влияние звездного ветра на атмосферу экзопланет изучено совсем слабо. Астрономы CfA Лаура Гарбо, София Мошоу, Джереми Дрейк, Джулиан Альварадо-Гомес и Федерико Фрасчетти вместе с коллегами завершили симуляции моделирования влияния звездного ветра на экзопланету с богатой водородом атмосферой, которая вращается около звезды М-карлика. В качестве примера они используют конфигурацию экзопланет у TRAPPIST-1 – прохладной звезды М-карлика с системой из семи планет, шесть из которых находятся достаточно близко к звезде, чтобы находиться в ее обитаемой зоне.

Симуляции показывают, что в зависимости от деталей звездный ветер может генерировать оттоки из планетной атмосферы. Команда обнаружила, что магнитные поля звезды и планеты играют значительную роль в определении многих деталей в оттоке, которые можно наблюдать и изучать по линиям атомарного водорода в ультрафиолете. Результаты комплексной симуляции показывают, что планеты вокруг звезд М-карликов, вероятно, демонстрируют широкий спектр атмосферных свойств, а некоторые физические условия могут меняться в короткие временные промежутки, что затрудняет наблюдаемую интерпретацию последовательных транзитов экзопланет. Результаты симуляции подчеркивают необходимость использования трехмерного моделирования с включением магнитных эффектов для интерпретации результатов наблюдений за планетами вокруг звезд М-карликов.

Результаты исследования были опубликованы в The Astrophysical Journal.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.