23:24
Насколько опасны сверхсветовые вспышки для обитаемости планеты?

Стар может быть полон сюрпризов; некоторые из них неприятны. Хотя наше собственное Солнце кажется довольно спокойным, наука показала нам, что это не так. Выброс корональной массы и вспышки на солнце-это сердитая сторона Солнца.

И у Солнца есть только мягкий случай вспышек, по сравнению с некоторыми другими звездами.

Некоторые звезды испытывают так называемые сверхсветовые вспышки. Это чрезвычайно мощные события, которые затмевают вспышки, производимые нашим Солнцем. Они в 10 000 раз более энергичны, чем более мягкие вспышки Солнца. И эти мощные вспышки и их ультрафиолетовая энергия могут быть разрушительными для жизни на любых близлежащих планетах.

Но насколько все это плохо для жизни на ближайших планетах? Как астрономы могут взглянуть на далекую экзопланету вблизи одной из этих пылающих звезд и сделать точное заключение о том, насколько она смертоносна? Как они могут исключить обитаемость планеты рядом с одной из этих гиперактивных звезд?

Современные научные приборы открыли истинную природу Солнца. На этом снимке колоссальный СМЕ покидает Солнце в феврале 2000 года. Вспыхнувшая нить поднялась с активной солнечной поверхности и выбросила этот огромный пузырь магнитной плазмы в космос. Кредит НАСА / ЕКА/Сохо

Группа исследователей занялась этим вопросом в новом исследовании под названием “EvryFlare III: эволюция температуры и влияние на обитаемость десятков сверхсветовых вспышек, наблюдаемых одновременно Эврископом и ТЕССОМ.- Ведущий автор-Уорд С. Говард, докторант кафедры физики и астрономии Университета Калифорнии в Чапел-Хилле. Исследование доступно на сайте pre-press arxiv.org, до публикации в Астрофизическом журнале.

Когда звезда вспыхивает, происходит внезапное и непредсказуемое увеличение ее яркости, вызванное магнитной энергией в атмосфере звезды. Эта яркость может быть по всему электромагнитному спектру,хотя это исследование сосредоточено на УФ-излучении от вспышек. Большинство вспыхивающих звезд-красные карлики, и в этом заключается проблема. Красные карлики - самый распространенный тип звезд в Млечном Пути—некоторые исследования говорят, что 75% из них-красные карлики) и самая распространенная звезда-хозяин для экзопланет. (Мы используем термин "красные карлики" с одной оговоркой. Это не совсем точное научное название. В этом исследовании команда сосредоточена на М-карликах и скалистых, потенциально обитаемых планетах, которые вращаются вокруг м-карликов, называемых м-землями.

Это исследование призвано помочь будущим миссиям, которые охотятся за экзопланетами, и установить некоторые ограничения на обитаемость. Астрономы знают, что ультрафиолетовая энергия смертельна для жизни, но это не вопрос " да " или "нет". Сколько вредно для каких типов организмов? Как может какая-то жизнь выжить на некоторых планетах, подвергшихся воздействию этих гиперэнергетических событий?

“Мы обнаружили, что планеты, вращающиеся вокруг молодых звезд, могут испытывать запрещающие жизнь уровни ультрафиолетового излучения, хотя некоторые микроорганизмы могут выжить”,-сказал ведущий автор Говард в пресс-релизе.

Это исследование является самым крупным из когда-либо проведенных исследований звездных вспышек. Команда исследователей использовала в своей работе два телескопа: TESS НАСА (Transiting Exoplanet Survey Satellite) и телескоп Evryscope в UNC-Chapel Hill.

Южный купол Эврископа выходит на Тихий океан из Серро-Тололо в Чили, одного из самых сухих мест с самым чистым небом на Земле. Многие темные безоблачные ночи дают системе более 6 часов одновременного наблюдения каждую ночь вместе с космическим телескопом Тесс НАСА, чтобы охотиться за вспышками. Кредит изображения: UNC-Chapel Hill

Астрономы и раньше изучали сверхсветовые вспышки, но это пока самое полное исследование. Они редки, поэтому изучать их трудно. Прошлые исследования рассматривали лишь некоторые из них, поэтому было трудно сделать какие-либо выводы из них. Например, невозможно было узнать, являются ли тепловые выбросы от сверхвысоких вспышек стабильно более высокими, чем при обычных вспышках.

Но мы знаем, что вся эта радиация смертельна. "Частые сверхсветовые вспышки могут разрушать озоновый слой земной атмосферы и допускать смертельное количество ультрафиолетового поверхностного потока”, - пишут авторы.

С другой стороны, некоторое количество вспыхивающей энергии может способствовать появлению жизни на планете. "И наоборот, слишком малое количество вспышек может привести к недостаточному поверхностному излучению для питания предбиотической химии", - пишут они.

Эта новая работа расширяет предыдущие усилия, которые были сосредоточены только на нескольких вспышках. В этом исследовании команда измерила " температуру в 2-минутной каденции для 44 сверхсветовых вспышек от 27 карликов K5-M5."Команда обнаружила связь между размером суперфлары и ее температурой. Температура вспышки определяет количество смертоносного излучения, которое она производит.

Пик сверхсветовой вспышки представляет особый интерес для астрономов. Пик длится от 5 до 15 минут, и в течение этого времени он производит большую часть своей УФ-энергии. Группа использовала оба телескопа для наблюдения за вспышками с интервалом в две минуты. Это гарантировало, что во время пика каждой вспышки было проведено несколько измерений. Благодаря этому методу наблюдения команда смогла выяснить, как долго эти вспышки взрывают близлежащие планеты пиковым ультрафиолетовым излучением.

Эта цифра из исследования показывает как данные TESS (красный), так и данные Evryscope (синий) для четырех из 44 сверхсветовых вспышек, наблюдаемых в исследовании. Каждая точка данных представляет собой двухминутный интервал. Энергия от сверхсветовых вспышек достигает максимума в диапазоне от 5 до 15 минут. Image Credit: Howard et al, 2020.

В этих результатах есть некоторая сложность, и некоторые выводы являются предварительными. Но этого и следовало ожидать от первого исследования такого размера.

Существует два типа факелов: классический и сложный. Классическая вспышка имеет один пик, в то время как сложная вспышка имеет несколько пиков. "Сложные факелы составляют большинство самых крупных факелов, - пишут авторы, - что затрудняет статистическое сравнение температур простых и сложных факелов."Авторы также отмечают, что не всегда ясно, в какую категорию лучше всего вписывается вспышка.

Существует некоторая дополнительная неопределенность в корреляции между энергией вспышки и температурой вспышки. - В то время как общая энергия вспышки нашего образца, по-видимому, коррелирует с пиковой температурой вспышки, эта зависимость может иметь место только для классических вспышек, а не для сложных вспышек. Большая амплитуда и малая продолжительность классической вспышки могут производить ту же энергию, что и сложная вспышка с малой амплитудой и большой продолжительностью.”

Существуют также некоторые проблемы в корреляции ультрафиолетовых излучений с оптическими излучениями. "Взаимосвязь между ультрафиолетовым и оптическим излучением еще недостаточно изучена", - пишут авторы. "В результате оценка УФ-излучения звездных вспышек из оптического континуума может недооценивать истинный УФ-поток.”

Некоторые из этих деталей, как мы надеемся, будут проработаны в будущих исследованиях. Но это исследование все еще важно, даже с некоторыми из нерешенных вопросов вокруг суперфларов. “Мы впервые демонстрируем на большой выборке, что энергия вспышки и импульс являются предикторами оптической температурной эволюции м-карликовых сверхсветовых вспышек.”

Эта цифра из исследования показывает температурные данные от четырех сверхсветовых вспышек в исследовании. Вспышка “а” была самой горячей из наблюдаемых. Полный набор данных предоставляет статистическую выборку того, как долго сверхсветовые вспышки М-карликов испускаются при высоких температурах. Черные полосы и серые области представляют собой формальные ошибки и систематические ошибки соответственно. Image Credit: Howard et al, 2020.

В своей статье команда упоминает о будущих исследованиях, которые они хотели бы сделать. Они хотят наблюдать больше вспышек в двухминутной каденции, чтобы лучше понять энергетические и импульсные отношения для каждого спектрального подтипа звезд. Они также нуждаются в более высоких измерениях каденций, чтобы улавливать импульсы, которые могут происходить в нескольких секундных временных масштабах.

В настоящее время Тесс уже наблюдает за приоритетными вспышками звезд из этого исследования. Таким образом, мы можем узнать больше о сверхсветовых вспышках и обитаемости скорее раньше, чем позже. И, как и многие проблемы в астрономии, предстоящий космический телескоп Джеймса Уэбба также может использовать эти результаты.

“В долгосрочной перспективе эти результаты могут повлиять на выбор планетных систем, которые будут наблюдаться космическим телескопом Джеймса Уэбба НАСА, основываясь на факельной активности системы”,-сказал соавтор исследования Николас М. Лоу, адъюнкт-профессор физики и астрономии в UNC-Chapel Hill и главный исследователь телескопа Evryscope.

Похожие материалы:

Так же рекомендуем посмотреть:

Ученые поместили ген человеческого интеллекта в обезьяну. Другие ученые обеспокоены


Кейт Малгрю из "Звездного пути: Вояджер" разбивает празднование статуи капитана Джейнвей с помощью зума


В Нью-Мексико найдены следы человека возрастом 12 000 лет

Категория: Космос / Планеты / Технологии | Просмотров: 59 | Добавил: admin | Теги: двухминутный интервал, ультрафиолетовая энергия, активная солнечная поверхность, огромный пузырь, Насколько опасны сверхсветовые вспы, статистическая выборка, сложная вспышка, полный набор данных, истинная природа Солнца, космический телескоп, вспышка, магнитная плазма | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar