Die häufigste Art von Sternen in der Galaxie ist der Rote Zwergstern. Keiner dieser kleinen, dunklen Sterne kann mit bloßem Auge von der Erde aus gesehen werden, aber sie können Fackeln ausstrahlen, die weitaus stärker sind als alles, was unsere Sonne aussendet. Zwei Astronomen, die das Hubble-Weltraumteleskop verwendeten, sahen, wie ein roter Zwergstern eine mächtige Art von Fackel abgab, die als Superfackel bezeichnet wurde. Das sind schlechte Nachrichten für alle Planeten in den sogenannten bewohnbaren Zonen dieser Sterne.
Rote Zwerge machen etwa 75% der Sterne in der Milchstraße aus, daher beherbergen sie wahrscheinlich viele Exoplaneten. Tatsächlich glauben Wissenschaftler, dass die meisten Planeten, die sich in bewohnbaren Zonen befinden, rote Zwerge umkreisen. Aber je mehr Astronomen diese Sterne beobachten, desto mehr wird ihnen bewusst, wie chaotisch und energisch es in ihrer Nachbarschaft sein kann. Das bedeutet, dass wir möglicherweise überdenken müssen, was bewohnbare Zone bedeutet.
„Als ich bemerkte, wie viel Licht das Superflare ausstrahlte, schaute ich einige Zeit auf meinen Computerbildschirm und dachte nur‚ Whoa '. “- Parke Loyd, Arizona State University.
Zwei Astronomen an der Universität von Arizona beobachteten junge rote Zwergsterne im Rahmen eines Programms namens HAZMAT oder „Bewohnbare Zonen und M-Zwerg-Aktivität im Laufe der Zeit“. HAZMAT verwendet das Hubble-Weltraumteleskop, um rote Zwergsterne in drei verschiedenen Lebensphasen zu untersuchen: jung, mittelschwer und alt. HAZMAT konzentrierte sich auf die ultraviolette Strahlung der Sterne, den Teil des elektromagnetischen Spektrums, in dem diese Sterne am aktivsten sind. Ihre Ergebnisse werden in einem neuen Artikel detailliert beschrieben.
"Rote Zwergsterne sind die kleinsten, häufigsten und langlebigsten Sterne in der Galaxie", sagt Evgenya Shkolnik, Assistenzprofessorin an der School of Earth and Space Exploration der ASU und Hauptforscherin des HAZMAT-Programms. "Außerdem glauben wir, dass die meisten roten Zwergsterne Planetensysteme haben, die sie umkreisen."
Astronomen glauben, dass die Superflares von roten Zwergsternen durch ihre Magnetfelder verursacht werden. Einige rote Zwergsterne haben bekanntermaßen Magnetfelder, die viel stärker sind als größere Sterne, wahrscheinlich weil sich rote Zwerge viel schneller drehen als größere Sterne. Wenn sich der Stern dreht, können sich seine Magnetfelder verheddern. Wenn dieses Gewirr zu intensiv wird, brechen die Magnetfeldlinien und verbinden sich dann wieder, was zu einem massiven Aufflackern ultravioletter Energie führt, einem Superflare.
Das Alter des Sterns ist Teil des Superflare-Phänomens. Jüngere Sterne, insbesondere jene in den ersten hundert Millionen Jahren ihres Lebens, zeigen eine aufflammendere Aktivität als Sterne mittleren und hohen Alters. Und es ist möglich, dass dieses Aufflackern täglich auftritt.
"Dies bedeutet, dass wir uns Superflares ansehen, die jeden Tag oder sogar einige Male am Tag auftreten." - Parke Loyd, Arizona State University.
Parke Loyd, Postdoktorand an der Arizona State University, ist der Hauptautor des Papiers. Er sagte: "Als ich bemerkte, wie viel Licht die Superfackel ausstrahlte, schaute ich einige Zeit auf meinen Computerbildschirm und dachte nur: 'Whoa'."
"Das Sammeln von Daten über junge rote Zwerge war besonders wichtig, da wir vermuteten, dass diese Sterne in ihrer Jugend, also in den ersten hundert Millionen Jahren nach ihrer Entstehung, ziemlich widerspenstig sein würden", sagte Loyd.
Loyd fügte hinzu: „Die meisten potenziell bewohnbaren Planeten in unserer Galaxie mussten intensiven Fackeln standhalten, wie wir sie irgendwann in ihrem Leben beobachtet haben. Das ist ein ernüchternder Gedanke. " Die Frage ist, könnte das Leben überleben?
Junge rote Zwerge geben so viel Energie ab, dass ihre Superflares stark genug sind, um die Atmosphäre aller Planeten in ihren bewohnbaren Zonen zu zerstören. Viele dieser Planeten sind möglicherweise an ihren roten Zwergstern gebunden, eine weitere Bedingung, die das Leben auf diesen Exoplaneten zu einer sehr herausfordernden Perspektive macht. Da die meisten Exoplaneten in bewohnbaren Zonen in unserer Galaxie rote Zwerge umkreisen, ist es wichtig, die Wechselwirkungen zwischen Planet und Stern zu untersuchen.
„Das Ziel des HAZMAT-Programms ist es, die Bewohnbarkeit von Planeten um massearme Sterne zu verstehen“, erklärt Shkolnik. "Diese massearmen Sterne sind für das Verständnis der Planetenatmosphäre von entscheidender Bedeutung." Ultraviolette Strahlung kann die Chemie in der Atmosphäre eines Planeten verändern oder möglicherweise diese Atmosphäre entfernen.
„Fackeln, wie wir sie beobachtet haben, haben die Fähigkeit, die Atmosphäre von einem Planeten zu entfernen. Das bedeutet aber nicht unbedingt Untergang und Finsternis für das Leben auf dem Planeten. " - Parke Loyd, Universität von Arizona.
Die neue Studie präsentiert nur Daten aus dem ersten Teil des HAZMAT-Programms. Es konzentrierte sich auf die Fackelfrequenz junger roter Zwerge, die etwa 40 Millionen Jahre alt sind. Diese Sterne sind viel energischer und chaotischer als ihre älteren Kollegen. Sie flackern mit größerer Frequenz und Energie als Sterne wie unsere eigene Sonne.
In ungefähr hundert Jahren der Beobachtung unserer eigenen Sonne haben wir nur ein paar Fackeln gesehen, die sich sogar der Energie der Superflares der Roten Zwerge näherten. Und die beiden Astronomen beobachteten diese roten Zwerge nur 10 Stunden lang. In dieser Zeit beobachteten sie 18 separate Fackeln, die weitaus stärker sind als alles, was unsere Sonne hervorbringen kann. Die stärkste, die so genannte „Hazflare“, ist 30-mal stärker als alles, was jemals mit dem Hubble gesehen wurde.
"Mit der Sonne haben wir hundert Jahre gute Beobachtungen", sagt Loyd. "Und in dieser Zeit haben wir eine, vielleicht zwei Fackeln gesehen, deren Energie sich der der Superfackel nähert. In etwas weniger als einem Tag Hubble-Beobachtungen dieser jungen Sterne haben wir das Superflare gefangen. Dies bedeutet, dass wir uns Superflares ansehen, die jeden Tag oder sogar einige Male am Tag auftreten. "
Wie würde sich die tägliche Superflare-Aktivität auf das Lebenspotential dieser Planeten auswirken? Loyd ist unsicher. „Fackeln, wie wir sie beobachtet haben, haben die Fähigkeit, die Atmosphäre von einem Planeten zu entfernen. Das bedeutet aber nicht unbedingt Untergang und Finsternis für das Leben auf dem Planeten. Es könnte ein anderes Leben sein, als wir uns vorstellen. Oder es könnte andere Prozesse geben, die die Atmosphäre des Planeten wieder auffüllen könnten. Es ist sicherlich eine raue Umgebung, aber ich würde zögern, es eine sterile Umgebung zu nennen. "
"Ich glaube nicht, dass wir auf die eine oder andere Weise sicher wissen, ob Planeten, die rote Zwerge umkreisen, noch bewohnbar sind, aber ich denke, die Zeit wird es zeigen." - Evgenya Shkolnik, Arizona State University.
Trotz dieser Entdeckung kann es auf Planeten, die rote Zwerge umkreisen, einen Silberstreifen fürs Leben geben. Ein Grund, warum rote Zwerge so dunkel sind, ist, dass sie lange halten. Tatsächlich können rote Zwerge Billionen von Jahren existieren. Dies bedeutet, dass Exoplaneten in der bewohnbaren Zone junger Zwerge einen schwierigen Start haben könnten, aber die Langlebigkeit ihres Wirtsstars könnte sich positiv auf das Leben auswirken.
Im nächsten Teil des HAZMAT-Programms werden Sterne im mittleren Alter beobachtet, wenn erwartet wird, dass sich diese aufflammende Aktivität beruhigt. Nach dieser Phase wird HAZMAT rote Zwerge im Alter beobachten. Dies wird den Astronomen helfen zu verstehen, wie sich rote Zwerge und die Strahlungsumgebung um sie herum und ihre Planeten im Laufe der Zeit entwickeln. Wenn das Abfackeln nachlässt, könnten sich die Aussichten auf Leben verbessern.
"Sie haben aufgrund ihrer Langlebigkeit einfach viel mehr Möglichkeiten, sich im Leben zu entwickeln", sagt Shkolnik. "Ich glaube nicht, dass wir auf die eine oder andere Weise sicher wissen, ob Planeten, die rote Zwerge umkreisen, noch bewohnbar sind, aber ich denke, die Zeit wird es zeigen."
- Pressemitteilung der Arizona State University: „ASU-Astronomen fangen roten Zwergstern in einem Superflare-Ausbruch“
- Forschungsbericht: HAZMAT. IV. FLARES UND SUPERFLARES AUF JUNGEN M-STERNEN IM FAR ULTRAVIOLET
- Wikipedia-Eintrag: Roter Zwerg
- Pressemitteilung der NASA: "Superflares von jungen roten Zwergsternen Imperil Planeten"
- Pressemitteilung der NASA: „Fackeln können die Bewohnbarkeit des Planeten in der Nähe von Roten Zwergen gefährden“
