Astronomi zaznali tako silovit izbruh zvezde, da bi lahko uničil atmosfero planeta

Namesto da bi sprožila barvit severni sij, je bila ta močna eksplozija bolj verjetno potencialno uničujoča za katerikoli bližnji planet, kaže nova študija. Verjeten vzrok tega silovitega dogodka je bil koronarni izbruh mase (CME). V našem osončju je ta pojav velika gmota ioniziranega plina, imenovanega plazma, in magnetnih polj, ki izbruhnejo iz zunanjega sloja sončeve atmosfere.

Ko so takšni izbruhi dovolj veliki, da dosežejo Zemljo, lahko povzročijo vesoljsko vreme oziroma večje motnje v Zemljinem magnetnem polju. Te močne sončne nevihte ustvarjajo avrore na Zemljinih poljih, lahko pa tudi motijo komunikacije, električno omrežje in delovanje satelitov.

Astronomom do zdaj še nikoli ni uspelo zaznati koronarnega izmeta mase, ki bi izbruhnil iz druge zvezde — vse do zdaj. Raziskovalci so to prelomno odkritje opisali v študiji, objavljeni v sredo v reviji Nature. Zvezda, poimenovana StKM 1-1262, je rdeča pritlikavka, oddaljena približno 130 svetlobnih let od Zemlje.

Osupljiva hitrost zvezdne nevihte

Zvezdna nevihta je izbruhnila z osupljivo hitrostjo 8,5 milijona kilometrov na uro (2.400 kilometrov na sekundo). Po besedah avtorjev študije je bila takšna hitrost doslej izmerjena le pri približno eni od 2.000 koronalnih izmetov mase, ki jih sproži naše Sonce.

"Zvezda se obnaša kot izjemno magnetiziran, vreli kotel plazme. Ta izbruh je 10- do 100-tisočkrat močnejši od najmočnejšega, kar jih lahko ustvari Sonce," je v elektronskem sporočilu povedal soavtor študije Cyril Tasse, raziskovalec na pariškem observatoriju. "To odpira okno v vesoljsko vreme zunaj našega osončja," je dodal.

Gost in hiter izbruh snovi, ki ga je zvezda izbruhnila, je bil tako močan, da bi lahko odstranil atmosfero planeta, ki kroži zelo blizu nje. Razumevanje, kako burna aktivnost zvezd vpliva na eksoplanete, je ključnega pomena, saj astronomi poskušajo ugotoviti, ali je kateri koli planet zunaj našega osončja potencialno primeren za življenje.

Iskanje zvezdnih izbruhov

Ko zvezda sprosti koronalni izmet mase v vesolje, ta med prebojem skozi zunanji sloj zvezdne atmosfere, imenovan korona, povzroči izbruh radijskih valov. "To so močni sunki zvezdnega vetra, ki se premikajo hitreje od hitrosti zvoka v okoliškem medplanetarnem prostoru in ustvarjajo udarni val, ki je primerljiv z zvočnim pokom lovskega letala," je dejal Mark Miesch, raziskovalec v Nacionalnem centru za napovedovanje vesoljskega vremena pri ameriški upravi za oceane in atmosfero (NOAA). Miesch sicer ni sodeloval pri raziskavi.

Raziskovalci so radijski signal zaznali z uporabo nove analitične programske opreme za pregled neba, ki ga je pred skoraj desetimi leti izvedel radijski teleskop Low Frequency Array ali LOFAR. LOFAR sestavljajo tisoči anten na Nizozemskem in po vsej Evropi. Skupaj tvorijo velik radijski teleskop.

"Takšnega radijskega signala preprosto ne bi bilo, če material ne bi popolnoma zapustil zvezdnega mehurčka močnega magnetizma," je dejal vodilni avtor študije dr. Joe Callingham, izredni profesor na Inštitutu Antona Pannekoeka za astronomijo univerze v Amsterdamu. "Z drugimi besedami, signal povzroča koronalni izmet mase (CME)."

Tasse in soavtor študije Philippe Zarka, višji raziskovalec na pariškem observatoriju, sta razvila novo analitično metodo, imenovano Radiointerferometrična multipleksna spektroskopija oziroma RIMS. Po Tassejevih besedah temelji na valovnih dolžinah svetlobe, zajetih iz tisočih zvezd, da bi jih spremljali in ugotovili, kako so se sčasoma spreminjale, je povedal Tasse.

Signal, ki ga je zaznal RIMS, je bil radijski izbruh tipa II, kar nakazuje, da se vroč plin od zvezde oddaljuje v vesolje. Za razliko od hitrih radijskih izbruhov, ki so milisekundni bliski svetlobe nejasnega izvora, izbruh tipa II poteka več minut, je pojasnil Callingham.

"Snemanje kodira gostoto snovi, ko se koronalni izbruh mase širi navzven," je povedal Callingham. "Tako lahko iz radijskega izbruha ne le ugotovimo, da je zvezda izgubila maso, ampak lahko določimo tudi fizične parametre, kot je gostota." Ekipa je uporabila podatke iz misije Evropske vesoljske agencije XMM-Newton, izstreljene leta 1999, da bi z rentgenskim opazovanjem izmerila temperaturo, rotacijo in svetlost zvezde.

"Za zaznavanje radijskih valov smo potrebovali občutljivost in frekvenco LOFAR," je v izjavi povedal soavtor študije David Konijn, doktorski študent na nizozemskem inštitutu za radioastronomijo. "In brez XMM-Newton ne bi mogli določiti gibanja CME ali ga umestiti v sončni kontekst. Oba vidika sta bila ključna za potrditev naših ugotovitev. Noben teleskop sam po sebi ne bi zadostoval – potrebovali smo oba."

Opazovanje koronalnih izbruhov mase, ki izvirajo iz drugih zvezd, je zelo zahtevno, ker so enostavno predaleč, da bi lahko ta pojav neposredno opazovali, je še pojasnil Callingham. Čeprav so se že prej pojavili namigi o CME pri drugih zvezdah, jih je pogosto mogoče razložiti z drugo dejavnostjo, kot so močni izbruhi, zato doslej ni bilo nobenih dokončnih zaznav, je dodal Tasse. "Prejšnji dokazi o CME pri drugih zvezdah so se večinoma nanašali na zgodnje faze pojava, ko se plazma šele začne dvigovati s površja zvezde," pa je dejal Miesch.

Z uporabo občutljivega teleskopa, kot je LOFAR, in iskanjem značilnega radijskega signala je omogočila neposredno odkritje, je dejal Callingham. Miesch je dodal, da se emisijski podpis ujema z znanimi podpisi radijskih izbruhov tipa II iz sončnih CME.

Jasna zaznava radijskega izbruha tipa II pri drugi zvezdi je že dolgo iskana kot pokazatelj koronalnih izbruhov mase z drugih zvezd, je dejal Kevin France, izredni profesor in astrofizik na Univerzi v Koloradu v Boulderju. France sicer preučuje CME, vendar pri tej raziskavi ni sodeloval.

"To odkritje predstavlja verjetno doslej najmočnejši dokaz, da ta pojav obstaja tudi zunaj osončja," je zapisal v elektronskem sporočilu. "To opazovanje, in upajmo, da še številna podobna, nam bo omogočilo boljše razumevanje burnega zgodnjega življenja teh zvezd z majhno maso, ki predstavljajo več kot 70 odstotkov zvezd naši galaksiji Rimski cesti."

Iskanje življenja

Rdeče pritlikavke imajo lahko magnetna polja, ki so več kot 1.000-krat močnejša od magnetnih polj našega sonca, je dejal Callingham. Zvezda StKM 1-1262 ima polovico mase našega Sonca, vendar se vrti 20-krat hitreje in ima po ocenah kar 300-krat močnejše magnetno polje, navaja študija.

Znanstveniki pogosto najdejo eksoplanete, ki krožijo okoli teh zvezd in so veliko šibkejši, hladnejši in manjši od našega Sonca ter na manjši razdalji od planetov v našem osončju. Včasih en obhod opravijo v nekaj dneh.

Ker so zvezde rdeče pritlikavke manj svetle in hladnejše od našega Sonca, je območje habitabilnosti – razdalja od zvezde, kjer so razmere na planetu dovolj tople, da bi lahko na površju obstajala tekoča voda – precej manjše. To pomeni, da so planeti veliko tesneje razporejeni okoli teh majhnih zvezd.

A astronomi že dolgo ugibajo, ali bi izbruhi s teh zvezd lahko planete izpostavljali škodljivemu sevanju. Če ima planet na površju tekočo vodo, kar pomeni, da bi potencialno lahko podpiral življenje, potem ima najverjetneje tudi zaščitno atmosfero.

Trenutno ni znano, ali kakšen planet kroži okoli zvezde StKM 1-1262, vendar glede na prejšnje raziskave skoraj vsaka rdeča pritlikavka gosti vsaj en planet, je povedal Callingham.

"Zaščitno magnetno polje, kot ga imamo na Zemlji, ne bi zdržalo pritiska CME, kar bi atmosfero izpostavilo neposredno izbruhu in povzročilo njeno odstranitev," je Callingham zapisal v elektronskem sporočilu. "Tudi če bi bil planet v popolnem območju okoli zvezde, bi hitro izgubil atmosfero in za seboj pustil pust kamen – nekako kot Mars."

Raziskovalci želijo nadaljnje ugotoviti, kako tako majhne zvezde sploh lahko ustvarijo in sprostijo tako ogromno količino energije, je povedal Tasse, ter kakšen vpliv bi lahko imeli ponavljajoči se koronalni izbruhi mase na bližnje planete. Callingham je tudi vodja znanstvene skupine Square Kilometre Array (SKA) na nizozemskem inštitutu za radioastronomijo.

Projekt Square Kilometre Array, katerega dokončanje je predvideno za leto 2028, bo vključeval na tisoče krožnikov in do milijon nizkofrekvenčnih anten, kar bo ustvarilo največji radijski teleskop na svetu, ki bo zmožen tudi iskanja koronalnih izbruhov mase z drugih zvezd. "To je šele začetek in upajmo, zgolj uvod v to, kar še prihaja," je dejal Miesch. "Upamo, da bo to spodbudilo nadaljnje raziskave, ki bodo potrdile, da gre res za to, kar mislimo in nam pomagale bolje razumeti, kako pogosti so ti pojavi."

**Avtorica: Ashley Strickland/CNN

N1 PODKAST S SUZANO LOVEC: Srčki med Gibanjem Svoboda in SDS