De långa förhållandena mellan stjärnor och planeterna runt dem – inklusive solen och jorden – kan vara ännu mer komplexa än man tidigare trott. Detta är en slutsats av en ny studie som involverar tusentals stjärnor med hjälp av NASA:s Chandra X-ray Observatory.

Genom att genomföra den största undersökningen någonsin av stjärnbildande regioner i röntgenstrålar, ett team av forskare har hjälpt till att beskriva kopplingen mellan mycket kraftfulla bloss, eller utbrott, från ungdomliga stjärnor, och vilken inverkan de kan ha på planeter i omloppsbana.

"Vårt arbete berättar för oss hur solen kan ha betett sig och påverkat den unga jorden för miljarder år sedan, " sa Kostantin Getman från Pennsylvania State University i University Park, Pennsylvania, som ledde studien. "På vissa sätt, detta är vår ultimata ursprungsberättelse:Hur jorden och solsystemet kom till."

Forskarna undersökte Chandras röntgendata på mer än 24, 000 stjärnor i 40 olika regioner där stjärnor bildas. De fångade över tusen stjärnor som gav ifrån sig flammor som är mycket mer energiska än den mest kraftfulla flamma som någonsin observerats av moderna astronomer på solen, "Solar Carrington Event" 1859. "Super" blossar är minst hundra tusen gånger mer energiska än Carrington Event och "mega" blossar upp till 10 miljoner gånger mer energiska.

Dessa kraftfulla utbrott som observerats av Chandra i detta arbete förekommer i alla stjärnbildande regioner och bland unga stjärnor av alla olika massor, inklusive de som liknar solen. De ses också i alla olika stadier i utvecklingen av unga stjärnor, allt från tidiga stadier när stjärnan är tungt inbäddad i damm och gas och omgiven av en stor planetbildande skiva, till senare stadier när planeter skulle ha bildats och skivorna är borta. Stjärnorna i studien har uppskattats vara mindre än 5 miljoner år, jämfört med solens ålder på 4,5 miljarder år.

Teamet fann att flera superbloss inträffade per vecka för varje ung stjärna, medelvärde över hela urvalet, och cirka två megabloss varje år.

"Vi vill veta vilken typ av inverkan - bra och dålig - dessa flammor har på planeternas tidiga liv, " sa medförfattaren Eric Feigelson, även i Penn State. "Så här kraftfulla bloss kan få stora konsekvenser."

Under de senaste två decennierna, forskare har hävdat att dessa gigantiska bloss kan hjälpa till att "ge" planeter till fortfarande bildade stjärnor genom att driva bort gas från skivor av material som omger dem. Detta kan utlösa bildandet av småsten och andra små steniga material som är ett avgörande steg för att planeter ska bildas.

Å andra sidan, dessa bloss kan "ta bort" från planeter som redan har bildats genom att spränga någon atmosfär med kraftfull strålning, möjligen resultera i deras fullständiga avdunstning och förstörelse på mindre än 5 miljoner år.

Forskarna utförde också detaljerad modellering av 55 ljusa super- och mega-flares och fann att de flesta av dem liknar långvariga flammor som ses på solen som producerar "koronala massutstötningar, " kraftfulla utstötningar av laddade partiklar som kan skada planetariska atmosfärer. Solar Carrington Event involverade en sådan utstötning.

Detta arbete är också viktigt för att förstå själva blossarna. Teamet fann att blossarnas egenskaper, såsom deras ljusstyrka och frekvens, är samma för unga stjärnor med och utan planetbildande skivor. Detta antyder att blossarna sannolikt liknar de som ses på solen, med magnetfältslingor som har båda fotspår på stjärnans yta, snarare än en förankrad till skivan och en till stjärnan.

"Vi har upptäckt att dessa gigantiska blossar är som de på solen, men de är bara kraftigt förstorade i energi och frekvens, och storleken på deras magnetslingor, " sa medförfattaren Gordon Garmire från Huntingdon Institute for X-ray Astronomy i Huntingdon, Pennsylvania." Att förstå dessa stjärnutbrott kan hjälpa oss att förstå de mest kraftfulla blossarna och koronala massutkastningarna från solen."