Nepříznivý vliv supererupcí na obyvatelnost planet může být slabší, než jsme si mysleli

Astronomové využívající astronomickou družici NASA s názvem Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) studovali velké, dlouhotrvající erupce v bílém světle na hvězdách typu červeného trpaslíka, což je skupina hvězd, které mají nižší povrchovou teplotu i hmotnost v porovnání se Sluncem. Erupce jsou magnetické exploze na povrchu hvězd, při kterých je vyvrženo intenzivní elektromagnetické záření do okolního prostoru.

Velké erupce podobně jako supererupce vyzařují kaskádu energetických částic, které mohou bombardovat exoplanety obíhající kolem hvězdy a při tomto procesu dojde ke změně nebo dokonce k vypaření atmosféry planety.

„Víme, že se jedná o velmi silné erupce, mnohem větší, než jaké můžeme pozorovat u našeho Slunce,“ říká James Davenport, astronom na University of Washington. „Nyní pozorujeme supererupce vyskytující se ve vysokých šířkách, poblíž pólů hvězd, což znamená, že výrony záření nejsou směrovány přesně do roviny drah obíhajících planet.“

Na základě dat z družice TESS James Davenport se svými spolupracovníky využili erupce u rychle rotujících červených trpaslíků. Tyto typy polárních erupcí, jak je pozorovala družice TESS, se liší s rotací hvězdy a dostávají se mimo dosah pohledu na hvězdný povrch.

„Protože nemůžeme přímo pozorovat povrchy těchto hvězd, určující šířky událostí podobných horkým erupcím a studeným skvrnám musí tradičně být mezi obtížnými a nemožnými,“ říká James Davenport. „Tato práce kombinuje důmyslná data modelovaná s unikátní přesností, která pocházejí z misí jako je TESS a hledají něco poněkud pozoruhodného.“

Astronomové objevili „rotující“ erupce na základě zpracování světelných křivek u více než 3 000 červených trpaslíků pozorovaných družicí TESS. Mezi těmito hvězdami objevili čtyři s erupcemi dostatečně velkými pro jejich pozorování novou metodou.

Využili precizní tvar každé hvězdné světelné křivky k odvození polohy eruptivního regionu a zjistili, že všechny čtyři erupce se vyskytovaly přibližně nad 55. stupněm šířky od rovníku, což je mnohem blíže k pólu, než erupce a skvrny na povrchu Slunce, které se obvykle vyskytují pod 30. stupněm heliografické šířky.

Tyto objevy pouze se čtyřmi erupcemi jsou významné: pokud by se erupce šířily rovnoměrně napříč povrchem hvězdy, šance nalezení čtyř erupcí v řadě v takových vysokých šířkách by byla zhruba 1:1000. To má důsledek pro modely magnetických polí hvězd a pro obyvatelnost exoplanet, které kolem nich obíhají.

„Zjistili jsme, že extrémně velké erupce jsou vyvrhovány z oblastí blízko pólů hvězd typu červeného trpaslíka, spíše než z oblastí v blízkosti rovníku, což je typické právě v případě Slunce,“ říká Ekaterina Ilin, studentka doktorátu na Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam a Institute for Physics and Astronomy at the University of Potsdam.

„Exoplanety, které obíhají ve stejné rovině proložené rovníkem hvězdy, podobně jako planety ve Sluneční soustavě, by mohly tudíž být více chráněny před supererupcemi než ty, které jsou více nasměrovány nad nebo pod rovinu procházející rovníkem.“

„To by mohlo zlepšit vyhlídky na obyvatelnost exoplanet v okolí malých mateřských hvězd, které by jinak mohly být mnohem více ohroženy energetickým zářením a částicemi souvisejícími s erupcemi ve srovnání s planetami ve Sluneční soustavě.“

Detekce těchto erupcí je dalším důkazem, že silné a dynamické koncentrace hvězdných magnetických polí, které se mohou prokázat jako tmavé skvrny a erupce, se vytvářejí blízko rotačních pólů rychle rotujících hvězd.

Existence takovýchto „polárních skvrn“ byla dlouho očekávaná, a to na základě nepřímých rekonstrukčních technik, jako je Dopplerovské zobrazení hvězdných povrchů, avšak doposud nebyly detekovány přímo.

„Jejich charakter nám říká něco důležitého o tom, jak tyto malé, typicky mladé hvězdy vytvářejí magnetická pole, která jsou mnohem silnější než u našeho Slunce,“ říká James Davenport. „Také mají nesmírný význam pro to, co si myslíme o planetách, které kolem nich obíhají.“

Tento článek byl publikován v Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Zdroj: http://www.sci-news.com/astronomy/red-dwarf-superflares-09942.html

autor: František Martinek