Výbuchy na hvězdách ohrožují obyvatelnost exoplanet


Červený trpaslík Kepler 438 a exoplaneta Kepler-438b
Autor: Mark A. Garlick/University of Warwick

Většina planet podobných Zemi může být neobyvatelná v důsledku obrovských explozí záření, ke kterým dochází na mateřských hvězdách. K tomuto závěru vedou výzkumy uskutečněné pod vedením pracovníků University of Warwick. Atmosféra exoplanety Kepler-438b byla zřejmě odfouknuta pryč v důsledku záření emitovaného při superexplozích na mateřské hvězdě Kepler 438 (viz obrázek), která je červeným trpaslíkem. Hvězdy tohoto typu jsou v naší Galaxii nejpočetnější, proto i počet všech exoplanet u těchto hvězd bude vysoký.

Mimořádná vzplanutí pravidelně se vyskytující jednou za několik stovek dnů jsou přibližně desetkrát silnější než obdobné zaznamenané erupce na Slunci a odpovídají energii o síle asi sto miliard megatun TNT. Zatímco samotné supererupce pravděpodobně nemají podstatný vliv na atmosféru exoplanety Kepler-438b, nebezpečné jevy spojené se silnými erupcemi, známé jako výrony koronální hmoty (coronal mass ejection, CME), mohou teoreticky způsobit odvanutí větší části atmosféry a učinit planetu neobyvatelnou.

Exoplaneta Kepler-438b je v současnosti planetou s nejvyšším zaznamenaným indexem podobnosti se Zemí (Earth Similarity Index, ESI), což znamená, že má podobnou velikost a teplotu jako Země, avšak nachází se příliš blízko k mateřské hvězdě – červenému trpaslíku – v porovnání se vzdáleností Země od Slunce.

David Armstrong (oddělení astrofyziky na University of Warwick), hlavní autor článku, vysvětluje:

„Na rozdíl od poměrně klidného Slunce produkuje hvězda Kepler 438 silné erupce jednou za několik stovek dnů, z nichž každá je silnější než největší zaznamenané erupce na Slunci. Je pravděpodobné, že tyto erupce jsou spojené s výrony koronální hmoty, které mohou mít negativní dopad na obyvatelnost planety.

Exoplaneta Kepler-438b v představě malíře Autor: NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech
Exoplaneta Kepler-438b v představě malíře
Autor: NASA Ames/SETI Institute/JPL-Caltech

Jestliže exoplaneta Kepler-438b má magnetické pole jako naše Země, může být chráněna před některými vlivy. Avšak pokud nemá tak silné magnetické pole, a nebo erupce mohou být dostatečně silné, může dojít ke ztrátě atmosféry a její povrch bude vystaven mimořádně silné dávce záření. Planeta se tak stane velmi krutým místem pro případnou existenci života.“

 

O vlivu supererupcí a silného záření na atmosféru exoplanety Kepler-438b dodává Chloe Pugh, rovněž z University of Warwick:

„Přítomnost atmosféry je nezbytná pro vývoj života. Zatímco samotné erupce nemusí mít podstatný vliv na ovzduší jako celek, jsou zde další mnohem ničivější jevy souvisejícími s mohutnými erupcemi, známé jako výrony koronální hmoty.

Tyto úkazy jsou ve skutečnosti obrovská množství plazmatu vymrštěného směrem od Slunce a není důvodu, proč by se neměly stejně tak vyskytovat na jiných aktivních hvězdách. Pravděpodobnost výskytu výronů koronální hmoty se zvyšuje s výskytem mohutných erupcí. Velké výrony koronální hmoty mohou potenciálně připravit blízké planety o atmosféru, podobně jako je tomu u exoplanety Kepler-438b a učinit je neobyvatelné. Planety s řídkou atmosférou budou také vystaveny tvrdému rentgenovému a ultrafialovému záření vznikajícímu při supererupcích společně s elektricky nabitými částicemi (hvězdným větrem), což všechno má zničující vliv na život.“

Hvězda Kepler 438 se nachází v souhvězdí Lyry a od Země ji dělí vzdálenost 470 světelných roků. Exoplaneta Kepler-438b má průměr 1,1 průměru Země, kolem mateřské hvězdy oběhne za 35 dnů a od hvězdy dostává o 40 % více záření než Země od Slunce. Teplota na exoplanetě může kolísat mezi nulou a +60 °C. Index podobnosti planety se Zemí byl určen na 0,88, což znamená, že se mezi 31 potenciálně obyvatelnými exoplanetami nejvíce podobá naší planetě (pro Zemi je ESI = 1,0).

Hvězdárna Vyškov se zapojila do programu pozorování erupcí  blízkých proměnných hvězd. Odborně zpracovaná data poslouží k dalšímu hlubšímu poznání  vývoje hvězd a exoplanet.

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] phys.org

Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí