Nya observationer av två astronomer vid Arizona State University som använder rymdteleskopet Hubble har fångat en röd dvärgstjärna i ett våldsamt utbrott, eller superflare. Strålningsexplosionen var kraftigare än något sådant utbrott som någonsin upptäckts från solen, och skulle sannolikt påverka boendet för alla planeter som kretsar runt den.

Dessutom, astronomerna säger, sådana superflares verkar vanligare hos yngre röda dvärgar, som bryter ut 100 till 1000 gånger kraftigare än de gör när de åldras.

Superflaren upptäcktes som en del av ett Hubble Space Telescope-observationsprogram kallat HAZMAT, som står för "HAbitable Zones and M dwarf Activity across Time." Programmet undersöker röda dvärgar (även kända som M-dvärgar) i tre olika åldrar - unga, mellanliggande, och gamla – och observerar dem i ultraviolett ljus, där de visar mest aktivitet.

"Röda dvärgstjärnor är de minsta, mest vanliga, och längst levande stjärnor i galaxen, " säger Evgenya Shkolnik, en biträdande professor vid ASU:s School of Earth and Space Exploration och HAZMAT-programmets huvudutredare. "Dessutom, vi tror att de flesta röda dvärgstjärnor har system av planeter som kretsar kring dem."

Hubble-teleskopets bana ovanför jordens atmosfär ger det klart, obehindrad utsikt vid ultravioletta våglängder. Blossarna tros vara drivna av intensiva magnetfält som trasslar in sig av stjärnatmosfärens rullande rörelser. När trasslet blir för intensivt, fälten bryts och återansluts, släpper lös enorma mängder energi.

ASU postdoktorala forskare Parke Loyd är den första författaren på tidningen (som ska publiceras i Astrofysisk tidskrift ) som rapporterar om stjärnutbrotten.

Han säger, "När jag insåg hur mycket ljus superflaret sände ut, Jag satt och tittade på min datorskärm ganska länge och tänkte bara 'Oj.'"

Loyd anteckningar, "Att samla in data om unga röda dvärgar har varit särskilt viktigt eftersom vi misstänkte att dessa stjärnor skulle vara ganska oregerliga i sin ungdom, vilket är de första hundra miljoner åren eller så efter att de bildats."

Han lägger till, "De flesta av de potentiellt beboeliga planeterna i vår galax har behövt motstå intensiva flammor som de vi observerade någon gång i livet. Det är en nykter tanke."

Tuff miljö för planeter

Ungefär tre fjärdedelar av stjärnorna i vår Vintergatans galax är röda dvärgar. De flesta av galaxens planeter i "beboelig zon" - planeter som kretsar runt sina stjärnor på ett avstånd där temperaturen är tillräckligt lagom för att flytande vatten ska existera på deras yta - kretsar kring röda dvärgar. Faktiskt, stjärnan närmast vår sol, en röd dvärg som heter Proxima Centauri, har en planet i jordstorlek i sin beboeliga zon.

Dock, röda dvärgar - särskilt unga röda dvärgar - är aktiva stjärnor, producerar flammor som kan spränga ut så mycket energi att det stör och möjligen tar bort atmosfären på dessa spirande planeter.

"Målet med HAZMAT-programmet är att förstå planeternas beboelighet runt lågmassastjärnor, " förklarar Shkolnik. "Dessa lågmassastjärnor är avgörande för att förstå planetariska atmosfärer." Ultraviolett strålning kan modifiera kemin i en planets atmosfär, eller eventuellt ta bort den atmosfären.

De observationer som redovisas i Astrofysisk tidskrift undersökte blossfrekvensen hos 12 unga (40 miljoner år gamla) röda dvärgar och representerar bara den första delen av HAZMAT-programmet. Dessa stjärnor visar att unga lågmassastjärnor blossar ut mycket oftare och mer energiskt än gamla stjärnor och medelåldersstjärnor som vår sol – vilket framgår av superflaren.

"Med solen, vi har hundra år av bra observationer, säger Loyd. Och på den tiden, vi har sett en, kanske två, blossar som har en energi som närmar sig superflakets."

Dock, han säger, "På lite mindre än en dags Hubble-observationer av dessa unga stjärnor, vi fångade superflaren. Det betyder att vi tittar på superflares som händer varje dag eller till och med några gånger om dagen."

Kunde superflares av sådan frekvens och intensitet bada unga planeter i så mycket ultraviolett strålning att de för alltid utesluter varje chans till beboelighet?

Enligt Loyd, "Lackor som vi observerade har förmågan att ta bort atmosfären från en planet. Men det betyder inte nödvändigtvis undergång och dysterhet för livet på planeten. Det kan bara vara ett annat liv än vi föreställer oss. Eller så kan det finnas andra processer som skulle kunna fylla på atmosfären på planeten. Det är verkligen en hård miljö, men jag skulle tveka att kalla det en steril miljö."

Nästa del av HAZMAT-studien blir att studera medelålders röda dvärgar som är 650 miljoner år gamla. Sedan kommer de äldsta röda dvärgarna att analyseras och jämföras med de unga och mellanliggande stjärnorna för att förstå utvecklingen av miljön med hög energistrålning för planeter runt dessa lågmassastjärnor.

Röda dvärgar, som beräknas brinna så länge som en biljon år, har en stor tid tillgänglig för att så småningom vara värd för utveckling, beboeliga planeter.

"De har bara många fler möjligheter för livet att utvecklas, med tanke på deras livslängd, " säger Shkolnik. "Jag tror inte att vi vet säkert på ett eller annat sätt om huruvida planeter som kretsar kring röda dvärgar är beboeliga ännu, men jag tror att tiden får utvisa."

Hon säger, "Det är fantastiskt att vi lever i en tid då vi har tekniken för att faktiskt svara på den här typen av frågor, snarare än att bara filosofera över dem."