Våldsamma utbrott av sjudande gas från unga röda dvärgstjärnor kan göra förhållanden obeboeliga på spirande planeter. I den här konstnärens återgivning, en aktiv, ung röd dvärg (höger) tar bort atmosfären från en planet i omloppsbana (vänster). Forskare fann att bloss från de yngsta röda dvärgarna de undersökte - cirka 40 miljoner år gamla - är 100 till 1, 000 gånger mer energisk än när stjärnorna är äldre. De upptäckte också en av de mest intensiva stjärnflammor som någonsin observerats i ultraviolett ljus - mer energisk än den mest kraftfulla flamma som någonsin registrerats från vår sol. Kredit:NASA, ESA och D. Player (STScI)
Ordet "HAZMAT" beskriver ämnen som utgör en risk för miljön, eller till och med till livet självt. Föreställ dig att termen tillämpas på hela planeter, där våldsamma bloss från värdstjärnan kan göra världar obeboeliga genom att påverka deras atmosfärer.
NASA:s rymdteleskop Hubble observerar sådana stjärnor genom ett stort program som heter HAZMAT—Habitable Zones and M dwarf Activity across Time.
"M dvärg" är den astronomiska termen för en röd dvärgstjärna - den minsta, vanligaste och mest livslängda stjärntypen i vår galax. HAZMAT-programmet är en ultraviolett undersökning av röda dvärgar i tre olika åldrar:unga, mellanliggande, och gamla.
Stjärnflammor från röda dvärgar är särskilt ljusa i ultravioletta våglängder, jämfört med solliknande stjärnor. Hubbles ultravioletta känslighet gör teleskopet mycket värdefullt för att observera dessa flammor. 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.
Teamet har funnit att blossarna från de yngsta röda dvärgarna de undersökte - bara cirka 40 miljoner år gamla - är 100 till 1, 000 gånger mer energisk än när stjärnorna är äldre. Denna yngre ålder är när jordiska planeter bildas runt sina stjärnor.
Ungefär tre fjärdedelar av stjärnorna i vår 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 måttlig för att flytande vatten ska existera på deras yta - kretsar troligen runt röda dvärgar. Faktiskt, stjärnan närmast vår sol, en röd dvärg som heter Proxima Centauri, har en planet i jordstorlek i sin beboeliga zon.
Dock, unga röda dvärgar är aktiva stjärnor, producerar ultravioletta flammor som spränger ut så mycket energi att de kan påverka atmosfärens kemi och eventuellt ta bort atmosfären på dessa spirande planeter.
"Målet med HAZMAT-programmet är att hjälpa till att förstå planeternas beboelighet runt lågmassastjärnor, " förklarade Arizona State Universitys Evgenya Shkolnik, programmets huvudutredare. "Dessa stjärnor med låg massa är avgörande för att förstå planetariska atmosfärer."
Resultaten av den första delen av detta Hubble-program publiceras i The Astrophysical Journal. Denna studie undersöker blossfrekvensen hos 12 unga röda dvärgar. "Att få dessa uppgifter om de unga stjärnorna har varit särskilt viktigt, eftersom skillnaden i deras flakaktivitet är ganska stor jämfört med äldre stjärnor, " sa Parke Loyd från Arizona State University, den första författaren på denna tidning.
Observationsprogrammet upptäckte en av de mest intensiva stjärnflammor som någonsin observerats i ultraviolett ljus. Döpt till "Hazflare, "den här händelsen var mer energisk än den mest kraftfulla blossen från vår sol som någonsin registrerats.
"Med solen, vi har hundra år av bra observationer, " sa Loyd. "Och på den tiden, vi har sett en, kanske två, blossar som har en energi som närmar sig Hazflares. På lite mindre än en dags Hubble-observationer av dessa unga stjärnor, vi fångade Hazflare, vilket innebär att vi tittar på superflares som händer varje dag eller till och med några gånger om dagen."
Kunde superblossar av sådan frekvens och intensitet bada unga planeter i så mycket ultraviolett strålning att de för alltid fördömer chanserna 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 säga att det är 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 den ultravioletta strålningsmiljön hos lågmassaplaneter runt dessa lågmassastjärnor.
