Преимущества нестабильной космической погоды

1В закладки

Мощные звездные вспышки могут не только не помешать жизни на экзопланетах, но и помогут облегчить ее обнаружение

21 декабря 2020 г., Аманда Моррис, Северо-Западный университет

Согласно новому исследованию Северо-Западного университета, несмотря на большую мощность и непредсказуемость, звездные вспышки, происходящие на родительской звезде, не обязательно препятствуют образованию жизни на планете.

Звездные вспышки, происходящие на звездах, представляют собой внезапные всплески электромагнитной энергии. На Земле солнечные вспышки иногда повреждают спутники и нарушают радиосвязь. Однако в других местах Вселенной мощные звездные вспышки также обладают способностью истощать и разрушать атмосферы планет, и содержащиеся в них газы, например — озон. Уничтожение газов, таких как озон, может привести к тому, что высокий уровень ультрафиолетового (УФ) излучения будет проникать в атмосферу планеты, тем самым уменьшая шансы на сохранение жизни на ее поверхности.

Объединив трехмерную химию атмосферы и моделирование климата с наблюдаемыми данными о вспышках далеких звезд, команда из Северо-Западного университета обнаружила, что звездные вспышки могут играть важную роль в долгосрочной эволюции атмосферы планеты и ее обитаемости.

Художественное представление мощной звездной вспышки. Credit: Casey Reed/NASA

«Мы сравнили химический состав атмосферы планет, испытывающих частые вспышки, с планетами, не испытывающими вспышек», — сказал первый автор исследования Говард Чен. «Долгосрочный атмосферный химический состав сильно отличается».

Howard Chen
Lead author
HowardChen2021@u.northwestern.edu
Ph.D. candidate in the Climate Change Research Group
NASA future investigator
Twitter: @SkepticalBlver

«Мы обнаружили, что звездные вспышки не могут препятствовать существованию жизни», — добавил  Дэниел Хортон , старший автор исследования. «В некоторых случаях сжигание не разрушает весь атмосферный озон. У поверхностной жизни еще есть шанс на выживание».

 Headshort Daniel Horton
Senior author
Assistant Professor of Earth and Planetary Sciences
Principal Investigator, Climate Change Research Group
daniel.horton@northwestern.edu

Исследование было опубликовано сегодня (21 декабря 2020 года) в журнале Nature Astronomy. Это совместная работа исследователей из Северо-Западного университета, Колорадского университета в Боулдере, Чикагского университета, Массачусетского технологического института и NASA Nexus for Exoplanet System Science (NExSS).

Хортон — доцент кафедры наук о Земле и планетах колледжа искусств и наук Вайнберга Северо-Западного  университета. Чен — кандидат наук в исследовательской группе Хортона по изменению климата и будущий исследователь NASA. Они оба являются членами Центра междисциплинарных исследований и исследований в области астрофизики Северо-Западного университета (Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics — CIERA).

Все звезды, включая наше собственное Солнце, вспыхивают или беспорядочно высвобождают накопленную энергию. К счастью для землян, солнечные вспышки обычно оказывают минимальное влияние на планету.

«Наше Солнце больше похоже на нежного гиганта», — сказала Эллисон Янгблад, астроном из Университета Колорадо в Боулдере и соавтор исследования. «Оно старше и не так активно, как молодые и маленькие звезды. Земля также имеет сильное магнитное поле, которое отклоняет разрушительные солнечные ветры».

Солнечный ветер, огибающий «магнитный щит» Земли, но частично прорывающийся на полюсах. Credit: NASA/CILab/Josh Masters

К сожалению, большинству потенциально обитаемых экзопланет повезло меньше. Чтобы планеты могли иметь жизнь, они должны быть достаточно близко к звезде, чтобы их вода не замерзла, но не настолько близко, чтобы вода испарилась.

«Мы изучали планеты, вращающиеся в обитаемых зонах карликовых звезд типа M и K — наиболее распространенных звезд во Вселенной», — сказал Хортон. «Обитаемые зоны вокруг этих звезд уже, потому что звезды меньше и менее мощны, чем звезды, подобные нашему Солнцу. С другой стороны, карликовые звезды M и K, как полагают, более часто вспыхивают, в отличие от нашего Солнца, и их планеты, заблокированные приливным взаимодействием, вряд ли будут иметь магнитные поля, помогающие отклонять звездные ветры».

Явления космической погоды обычно рассматриваются как ущерб для обитаемости. Но наше исследование количественно показало, что некоторая космическая погода действительно может помочь нам обнаружить признаки важных газов, которые могут указывать на биологические процессы

Howard Chen

A video teaser for: Chen et al. «‘Persistence of flare-driven atmospheric chemistry on rocky habitable zone worlds» Nature Astronomy (2020)
Авторы: Howard Chen (Northwestern University) Zhuchang Zhan (Massachusetts Institute of Technology) Allison Youngblood (University of Colorado Boulder) Eric T. Wolf (NASA Astrobiology Institute) Adina Feinstein (University of Chicago) Daniel Horton (Northwestern University)

Чен и Хортон ранее провели исследование  долгосрочных средних климатических показателей карликовых звездных систем типа M. Однако вспышки происходят в течение нескольких часов или дней. Хотя эти короткие временные рамки могут быть трудными для моделирования, включение эффектов вспышек важно для формирования более полной картины атмосфер экзопланет. Это достигается путем включения в их моделирование данных о звездных вспышках из обзора транзитных экзопланет NASA, запущенного в 2018 году.

Если на этих карликовых экзопланетах [у звезд типа] M и K есть жизнь, то предыдущая работа предполагает, что звездные вспышки могут облегчить ее обнаружение. Например, звездные вспышки могут увеличить количество газов, указывающих на жизнь (таких как диоксид азота, закись азота и азотная кислота), от незаметных до обнаруживаемых уровней.

«Явления космической погоды обычно рассматриваются как вредные для обитаемости», — сказал Чен. «Но наше исследование количественно показало, что в некоторых случаях космическая погода действительно может помочь нам обнаружить признаки важных газов, которые могут указывать на биологические процессы».

В этом исследовании участвуют исследователи с широким спектром знаний и опыта, включая ученых-климатологов, исследователей экзопланет, астрономов, теоретиков и наблюдателей.

«Этот проект стал результатом фантастических коллективных усилий команды», — сказал Эрик Т. Вольф, планетолог из CU Boulder и соавтор исследования. «Наша работа подчеркивает преимущества междисциплинарных усилий при исследовании условий на внесолнечных планетах».

Исследование «Сохранение вызванного вспышками химического состава атмосферы в обитаемых скалистых мирах мирах» было поддержано премией NASA за исследования Земли и космической науки и технологий (номер 80NSSC19K1523).

Это перевод статьи The upside of volatile space weather.


От себя добавлю, что Проксима Центавра, о сигнале от которой была статья в Гардиан, принадлежит к звездам типа М.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

7
Войдите, чтобы видеть комментарии, участвовать в обсуждении и не видеть рекламу.
Майор Том
Вечность назад

Дослідження звичайно цікаве, але.. Ми поки не можемо впливати на це явище, просто ховаємось. І... Людям які в космосі, на орбіті..., навряд стало спокійніше від цього. Но.., зато шукати життя на інших планетах буде лекше...

Показать скрытые комментарии

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Отправить Отмена
[X]
If you were unable to log in, try this link.