Astronomer ser en planet få sin atmosfär sprängd ut i rymden

By | August 5, 2023

Vad får du när en het ung värld kretsar kring en extremt instabil ung röd dvärg? För AU Microsopii b kommer svaret från att stjärnan förstör atmosfären. Denna katastrofala förlust inträffar i anfall och börjar, “hicka” din atmosfär vid ett tillfälle och förlorar praktiskt taget ingenting vid nästa.

Denna frenetiska aktivitet är lite chockerande. Vanligtvis är interaktioner mellan stjärnor och deras planeter mer konstanta. Men inte den här. “Vi har aldrig sett atmosfärisk flykt gå från helt oupptäckbar till mycket detekterbar på så kort tid när en planet passerar framför sin stjärna”, säger Keighley Rockcliffe från Dartmouth College i Hanover, New Hampshire. “Vi förväntade oss verkligen något mycket förutsägbart, repeterbart. Men det visade sig vara konstigt. När jag först såg det här tänkte jag “det här kan inte stämma”.

Rockcliffe och hans team arbetar på scenarier för denna märkligt varierande atmosfäriska förlust. Denna aktivitet är viktig att förstå eftersom astronomer hittar fler planeter nära sina stjärnor, särskilt röda dvärgar. “Vi vill ta reda på vilka typer av planeter som kan överleva i dessa miljöer. Hur kommer de äntligen se ut när stjärnan slår sig ner? Och skulle det finnas någon chans till beboelighet så småningom, eller skulle de bara bli brända planeter?” sa Rockcliffe. “Förlorar de så småningom det mesta av sin atmosfär och blir deras överlevande kärnor superjordar? Vi vet inte riktigt hur dessa slutliga kompositer ser ut eftersom vi inte har något liknande i vårt solsystem.”

Hur röda dvärgstjärnor påverkar planetens atmosfärer

AU Microscopii b (AU Mic b) är en planet i storleken Neptunus med en väteatmosfär. Den upptäcktes först kretsar kring sin moderstjärna av NASA:s Spitzer Space Telescope and Transitioning Exoplanet Survey Satellite) 2020. De såg planeten när den passerade (passerade framför) stjärnan.

Stjärnan och dess planet är 32 ljusår från jorden. AU Microscopii (AU Mic) är en mycket ung stjärna – bara cirka 32 miljoner år gammal. Denna stjärnbebis är en röd dvärg och visar en otrolig mängd aktivitet och variation. Detta påverkar dess planeter, särskilt AU Mic b, som kretsar bara 9,6 miljoner kilometer bort.

Röda dvärgar som AU Mic är de vanligaste stjärnorna i vår galax, Vintergatan. Det verkar troligt att de är värd för många av planeterna i vår galax. Men det finns en hake. Dessa stjärnor satte igång våldsamma stjärnexplosioner som spränger alla närliggande planeter med strålning. Lackorna härrör från aktivitet i de starka magnetfälten i stjärnatmosfärer. Fält bryts då och då och ansluter sedan igen. Detta frigör enorma mängder energi som skickar kraftiga stjärnvindar, explosioner och röntgenstrålar ut i rymden. Alla planeter som kommer i vägen kommer att brännas. “Detta skapar en riktigt obegränsad och, ärligt talat, spöklik stjärnvindsmiljö som påverkar planetens atmosfär,” sa Rockcliffe. Unga planeter runt dessa unga stjärnor förlorar sin atmosfär, ibland helt.

Vad händer med AU Microscopiis planet i storleken Neptunus

För att förstå den märkliga atmosfäriska förlusten vid AU Mic b använde Rockcliffs team observationer gjorda av Hubble Space Telescope Imaging Spectrograph (HST/STIS). Den är känslig för ultraviolett ljus, som sänds ut när den flyende atmosfären fotojoniseras av moderstjärnans extrema värme och exploderande aktivitet. STIS-instrumentet fångade tillräckligt med data för att tillåta forskarteamet att åtminstone teoretisera om vad som händer i detta system när stjärnan värmer upp sin omedelbara miljö med explosioner och annan aktivitet.

Förändringar i atmosfärsflödet av AU Mic b kan indikera snabb extrem variabilitet i stjärnans utbrott. Astronomer tillskriver denna variation till turbulensen hos magnetfältslinjer. Det är möjligt att en kraftig stjärnexplosion fotojoniserade vätet som flydde planeten till den punkt där det blev transparent för ljus. Detta gjorde honom omöjlig att upptäcka.

Mest spännande är att väte flyr före planeten när den kretsar runt sin moderstjärna. Det är möjligt att stjärnans högenergistrålning formar atmosfäriskt väte till en “huvudsvans” som föregår stjärnan. För att bevisa detta kommer astronomer att behöva göra fler uppföljande observationer av AU Mic b när den passerar sin stjärna i framtiden. Detta kommer inte bara att tillskriva den atmosfäriska förlusten till stjärnvariabilitet, utan ytterligare observationer kommer att hjälpa till att förklara den atmosfäriska förlusten på dessa planeter.

Denna artikel publicerades ursprungligen i universum idag av Carolyn Collins Petersen. Läs originalartikeln här.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *