• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Stjärnvindar och förångande exoplanetatmosfärer

    En illustration av TRAPPIST-1-systemet med sju planeter runt en M-dvärgstjärna. Stjärnan har både stark UV- och röntgenstrålning samt en joniserad vind som kan förånga atmosfären på en planet som kretsar i närheten. Astronomer har genomfört simuleringar med TRAPPIST-1-systemparametrarna som avslöjar de komplexa möjliga konsekvenserna av en stjärnvind på en planets atmosfär. Kredit:NASA/ CalTech-JPL

    De flesta stjärnor inklusive solen genererar magnetisk aktivitet som driver en snabbrörlig, joniserad vind och producerar även röntgenstrålning och ultraviolett strålning (ofta kallad XUV-strålning). XUV-strålning från en stjärna kan absorberas i den övre atmosfären på en kretsande planet, där den kan värma upp gasen tillräckligt för att den ska kunna fly från planetens atmosfär. M-dvärgstjärnor, den absolut vanligaste typen av stjärna, är mindre och kallare än solen, och de kan ha mycket aktiva magnetfält. Deras svala yttemperaturer resulterar i att deras beboeliga zoner (HZ) ligger nära stjärnan (HZ är det avståndsintervall inom vilket en kretsande planets ytvatten kan förbli flytande). Alla steniga exoplaneter som kretsar kring en M-dvärg i dess HZ, eftersom de är nära stjärnan, är särskilt känsliga för effekterna av fotoavdunstning som kan resultera i att atmosfären helt eller delvis avlägsnas. Vissa teoretiker hävdar att planeter med betydande väte- eller heliumhöljen faktiskt kan bli mer beboeliga om fotoevaporering tar bort tillräckligt med gasfilten.

    Effekterna av XUV-strålning på exoplanetatmosfärer har studerats i nästan tjugo år, men effekterna av stjärnvinden på exoplanetatmosfärer är bara dåligt förstådda. CfA-astronomerna Laura Harbach, Sofia Moschou, Jeremy Drake, Julian Alvarado-Gomez, och Federico Frascetti och deras kollegor har genomfört simuleringar som modellerar effekterna av en stjärnvind på en exoplanet med en väterik atmosfär som kretsar nära en M-dvärgstjärna. Som ett exempel, de använder exoplanetkonfigurationen i TRAPPIST-1, en cool M-dvärgstjärna med ett system av sju planeter, sex av dem är tillräckligt nära stjärnan för att vara i dess HZ.

    Simuleringarna visar att beroende på detaljerna, stjärnvinden kan generera utflöden från en planets atmosfär. Teamet finner att både stjärnans och planetens magnetfält spelar en betydande roll för att definiera många av detaljerna i utflödet, som kunde observeras och studeras via atomära vätelinjer i ultraviolett ljus. De komplexa simuleringsresultaten indikerar att planeter runt M-dvärgvärdstjärnor sannolikt kommer att uppvisa en mångfald av atmosfäriska egenskaper, och några av de fysiska förhållandena kan variera över korta tidsskalor, vilket gör observationstolkningar av sekventiella exoplanetpassager mer komplexa. Simuleringsresultaten visar på behovet av att använda 3D-simuleringar som inkluderar magnetiska effekter för att tolka observationsresultat för planeter runt M-dvärgstjärnor.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com