Jak wyglądają atmosfery egzoplanet krążących wokół czerwonych karłów

Naukowcy wykorzystali należący do NASA Chandra X-ray Observatory i XMM-Newton stworzony przez ESA, do poznania obcych światów znajdujących się na orbitach najpowszechniejszych gwiazd we Wszechświecie – czerwonych karłów.
.Badacze z Chandra X-ray Center odkryli, że tylko planeta z gazami cieplarnianymi w atmosferze podobnej do ziemskiej i znajdująca się w stosunkowo dużej odległości od gwiazdy miałaby szansę na podtrzymanie życia w znanej nam formie.
Wolf 359 to czerwony karzeł o masie około jednej dziesiątej masy Słońca. Tego rodzaju obiekty są najczęściej spotykanymi gwiazdami we Wszechświecie i żyją miliardy lat, zapewniając wystarczająco dużo czasu na ewolucję życia. Znajdujący się w odległości zaledwie 7,8 lat świetlnych, Wolf 359 jest również jedną z gwiazd położonych najbliżej Układu Słonecznego.
„Wolf 359 może pomóc nam rozwikłać tajemnice gwiazdy i możliwość ich zamieszkania. Jest tak blisko i należy do tak ważnej klasy gwiazd – to niezwykłe połączenie” – mówi Scott Wolk z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA),
Ponieważ czerwone karły są najczęstszym typem gwiazd, astronomowie poszukują krążących wokół nich egzoplanet. Znaleźli pewne dowody na istnienie dwóch światów na orbicie wokół Wolfa 359 za pomocą teleskopów optycznych, ale wnioski te zostały zakwestionowane przez innych naukowców.
„Chociaż nie mamy jeszcze dowodów na istnienie planet wokół Wolfa 359, wydaje się bardzo możliwe, że jest on gospodarzem wielu globów. To sprawia, że jest on doskonałym celem obserwacji, który pozwoli nam zobaczyć, czego doświadczyłyby światy wokół tego typu gwiazdy” – zaznacza Wolk.
Astronomowie z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics wykorzystali Chandra X-ray Observatory i XMM-Newton do zbadania ilości stałego promieniowania rentgenowskiego i ekstremalnego promieniowania ultrafioletowego (UV) – najbardziej energetycznego rodzaju promieniowania UV – które Wolf 359 uwolniłby na potencjalne planety wokół niego.
Naukowcy odkryli, że gwiazda wytwarza wystarczająco dużo szkodliwego promieniowania, że tylko planeta z gazami cieplarnianymi, takimi jak dwutlenek węgla w atmosferze – i w stosunkowo dużej odległości od gwiazdy – byłaby w stanie utrzymać życie.
„Znajdowanie się wystarczająco daleko od szkodliwego promieniowania gwiazdy nie wystarczyłoby, aby uczynić planetę zdatną do zamieszkania. Świat wokół Wolfa 359 musiałaby być również pokryty gazami cieplarnianymi, tak jak Ziemia” – tłumaczy Vinay Kashyap z CfA.
Aby zbadać wpływ promieniowania energetycznego na możliwość zamieszkania możliwych egzoplanet, astronomowie wzięli pod uwagę strefę zamieszkiwalną gwiazdy (ekosfera) –region wokół gwiazdy, w którym woda w stanie ciekłym może istnieć na powierzchni planety.
Zewnętrzna granica ekosfery dla Wolfa 359 wynosi około 15 proc. odległości między Ziemią a Słońcem, ponieważ czerwony karzeł jest znacznie mniej jasny niż nasza gwiazd. Żadna z możliwych planet w tym układzie nie znajduje się w strefie zamieszkiwalnej Wolfa 359, ponieważ jeden z wykrytych obiektów jest zbyt blisko gwiazdy, a drugi zbyt daleko.
„Jeśli wewnętrzna planeta tam jest, promieniowanie rentgenowskie i ekstremalne promieniowanie UV, na które jest narażona, zniszczyłoby jej atmosferę w ciągu zaledwie około miliona lat” – twierdzi Ignazio Pillitteri z CfA.
Naukowcy przeanalizowali również wpływ promieniowania na jeszcze niewykryte planety w strefie zamieszkiwalnej Wolfa 359. Doszli do wniosku, że świat taki jak Ziemia znajdujący się w środku tamtejszej ekosfery powinien być w stanie utrzymać atmosferę przez prawie dwa miliardy lat, podczas gdy planeta znajdująca się w pobliżu zewnętrznej krawędzi mogłaby przetrwać w nieskończoność, wspomagana przez ocieplające działanie gazów cieplarnianych.
.Innym poważnym zagrożeniem dla planet krążących wokół gwiazd takich jak Wolf 359 są rozbłyski rentgenowskie, które są sporadycznymi jasnymi wybuchami promieniowania rentgenowskiego oprócz stałej dziennej emisji promieniowania z gwiazdy. Połączenie obserwacji wykonanych przez Chandra X-ray Observatory i XMM-Newton zaowocowało odkryciem 18 rozbłysków rentgenowskich Wolfa 359 w ciągu prawie 4 dni.
Oprac. EG