Według nowych badań, które dotyczyły wpływu promieniowania X na potencjalne planety wokół najpopularniejszych typów gwiazd, egzoplanety muszą być przygotowane na ekstremalne warunki pogodowe.
Obróbka zdjęcia: NASA/CXC/SAO/N. Wolk
Astronomowie odkryli, że tylko planeta zawierająca gazy cieplarniane w swojej atmosferze, podobnie jak Ziemia, i znajdująca się w stosunkowo dużej odległości od badanej gwiazdy, miałaby szansę na podtrzymanie życia w znanej nam formie wokół pobliskiej gwiazdy.
Wolf 359 to czerwony karzeł o masie około 1/10 masy Słońca. Czerwone karły są najczęściej występującą populacją gwiazd we Wszechświecie i żyją miliardy lat, zapewniając wystarczająco dużo czasu na rozwój życia. Znajdujący się w odległości zaledwie 7,8 lat świetlnych Wolf 359 jest również jedną z gwiazd położonych najbliżej Układu Słonecznego.
Wolf 359 może pomóc nam odkryć tajemnice związane z gwiazdami i zdatnością do ich zamieszkania – powiedział Scott Wolk z Centrum Astrofizyki na Harvardzie i Smithsonian (CfA), który kierował badaniami. Jest tak blisko i należy do tak ważnej klasy gwiazd – to świetne połączenie.
Ponieważ czerwone karły są najlepiej rozpowszechnionymi typami gwiazd, astronomowie usilnie poszukiwali wokół nich egzoplanet. Za pomocą teleskopów optycznych znaleźli pewne dowody na istnienie dwóch planet na orbicie wokół Wolf 359, ale wnioski te zostały zakwestionowane przez innych naukowców.
Chociaż nie mamy jeszcze dowodów na istnienie planet wokół Wolf 359, wydaje się bardzo możliwe, że jest ona gospodarzem wielu planet – dodał Wolk. To sprawia, że jest to doskonały poligon doświadczalny do sprawdzenia, czego doświadczyłyby planety wokół tego rodzaju gwiazdy.
Wolk i jego koledzy wykorzystali Teleskop Chandra i XMM-Newton do zbadania ilości stałego promieniowania rentgenowskiego i ekstremalnego promieniowania UV – najbardziej energetycznego rodzaju promieniowania UV – które Wolf 359 uwolniłaby na potencjalne planety wokół niej.
Odkryli oni, że Wolf 359 wytwarza na tyle szkodliwe promieniowanie, że tylko planeta zawierająca w swojej atmosferze gazy cieplarniane, takie jak dwutlenek węgla – i znajdująca się w stosunkowo dużej odległości od gwiazdy – byłaby w stanie utrzymać życie.
Samo bycie wystarczająco daleko od szkodliwego promieniowania gwiazdy nie wystarczyłoby, aby nadawała się do zamieszkania – powiedział współautor Vinay Kashyap, również z CfA. Planeta wokół Wolf 359 musiałaby być również pokryta gazami cieplarnianymi, tak jak Ziemia.
Aby zbadać wpływ promieniowania energetycznego na możliwość zamieszkania kandydatów na planety, zespół wziął pod uwagę ekosferę gwiazdy – region wokół gwiazdy, w którym na powierzchni planety może istnieć woda w stanie ciekłym.
Zewnętrzna granica ekosfery dla Wolf 359 wynosi około 15% jednostki astronomicznej, ponieważ czerwony karzeł jest znacznie mniej jasny niż Słońce. Żadna z planet kandydujących do tego układu nie znajduje się w ekosferze Wolf 359, ponieważ jedna z nich znajduje się zbyt blisko gwiazdy, a druga zbyt daleko.
Jeżeli planeta wewnętrzna istnieje, promieniowanie rentgenowskie i ekstremalne promieniowanie UV, na które jest narażona, zniszczyłoby atmosferę tej planety w ciągu zaledwie około miliona lat – powiedział współautor Ignazio Pillitteri z CfA i National Institute for Astrophysics w Palermo we Włoszech.
Zespół rozważył również wpływ promieniowania na nieodkryte jeszcze planety w ekosferze. Doszli do wniosku, że planeta taka jak Ziemia w środku ekosfery powinna być w stanie utrzymać atmosferę przez prawie dwa miliardy lat, podczas gdy planeta w pobliżu zewnętrznej krawędzi mogłaby utrzymywać ją w nieskończoność, wspomagana przez ocieplające efekty gazów cieplarnianych.
Innym poważnym zagrożeniem dla planet krążących wokół gwiazd takich jak Wolf 359 są rozbłyski rentgenowskie, będące uzupełnieniem stałej, codziennej emisji promieniowania przez gwiazdę. Połączenie obserwacji wykonanych przez Chandra i XMM-Newton zaowocowało odkryciem 18 rozbłysków rentgenowskich z Wolf 359 w ciągu 3,5 dnia.
Ekstrapolując na podstawie tych zaobserwowanych rozbłysków, zespół spodziewa się, że znacznie silniejsze i bardziej szkodliwe rozbłyski występowałyby w dłuższych okresach czasu. Połączone efekty stałego promieniowania rentgenowskiego i UV oraz rozbłysków oznaczają, że jest mało prawdopodobne, aby jakakolwiek planeta znajdująca się w ekosferze posiadała znaczącą atmosferę na tyle długo, aby mogło na niej powstać i przetrwać życie wielokomórkowe, jakie znamy na Ziemi. Wyjątkiem jest zewnętrzna krawędź ekosfery, jeśli planeta ma znaczący efekt cieplarniany.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
Chandra
