Астрономія
Астрономія

Спалахи зірок класу К та М значно збурюють атмосфери екзопланет біля них

Астрономи створили тривимірне моделювання, щоб дослідити ефект спалахів зірок спектральних класів G, K та M на атмосфери екзопланет біля них. Про це вони пишуть у журналі Nature Astronomy. Виявилося, що повторювані спалахи значно змінюють хімічну рівновагу атмосфер планет навколо карликів K та M, тоді як атмосфера планет навколо G-карликів швидко повертається до вихідного стану.

NASA's Goddard Space Flight Center/S. Wiessinger

NASA's Goddard Space Flight Center/S. Wiessinger

Як зоряні спалахи можуть впливати на атмосфери планет?

Зоряні спалахи, викиди корональної маси і екстремальні протонні події мають значний вплив на придатність планети для життя, і в першу чергу, на її атмосферний озон. Зоряні спалахи — це швидкі викиди енергії тривалістю від кількох хвилин до кількох днів, що супроводжуються спалахами електромагнітного випромінювання та іонізованих частинок. Згідно з попередніми дослідженнями, один великий спалах суттєво не впливає на придатність для життя планети, схожої на Землю. Але постійні повторні спалахи та викиди корональної маси через ультрафіолетове випромінювання та потоки протонів можуть зруйнувати озоновий шар планети протягом усього кількох земних років. Виживання озонового шару, що захищає планету від ультрафіолетових променів, залежить від величини та частоти спалахів зірки. Крім того, спалахи зірок, ймовірно, матимуть вплив на спостереження атмосфер екзопланет. Зокрема, вони дозволять фіксувати фотохімічні похідні від біомаркерів, що можуть вказувати на життя.

Яке дослідження провели вчені?

Щоб краще зрозуміти взаємодію між спалахами зірок і атмосферами планет навколо них, у новому дослідженні вчені використали тривимірну глобальну модель хімії та клімату Землі. У результаті вони зімітували атмосфери кам’янистих екзопланет, які залежать від ультрафіолетової активності та протонових подій навколо карликових зірок класу G, K і М.

Що показали результати?

Зірки класів М та К є найпоширенішими у Всесвіті. Попередні дані показали, що планети навколо M-карликів можуть швидко втрачати свої атмосфери через їхню високу активність, тоді як екзопланети навколо менш активних K-карликів зберігатимуть свою атмосферу значний час.

Втім, дослідники виявили, що вплив постійних викидів зірок на магнітне поле планет, радіаційне середовище та атмосферна циркуляція призводить до значних і тривалих хімічних збурень атмосфер планет біля K- та M-зірок. Якщо ж на екзопланетах біля таких світил є життя, зоряні спалахи можуть полегшити його виявлення. Наприклад, вони можуть збільшити кількість газів, що вказують на біологічні процеси. А от атмосфери біля G-карликів, до яких належить і Сонце, після викидів швидко повертаються до свого початкового стану.