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強大的恒星耀斑可能不會阻止系外行星的生命,可能有助於其探測


黑技公社攝影師,優質創作者一系列強大的恒星耀斑的藝術渲染恒星耀斑是由恒星發出的,是影像的突然閃爍。在地球上,太陽耀斑有時會損壞衛星並破壞無線...

- 2020年12月31日01時55分
- 科學文摘 /

黑技公社

攝影師,優質創作者

一系列強大的恒星耀斑的藝術渲染

恒星耀斑是由恒星發出的,是影像的突然閃爍。在地球上,太陽耀斑有時會損壞衛星並破壞無線電通信。在宇宙的其他地方,健壯的恒星耀斑也具有耗盡和破壞大氣氣體(如臭氧)的能力。如果沒有臭氧,有害水平的紫外線(UV)可以穿透行星的大氣層,從而減少了其掩藏表面生命的機會。

通過將3-D大氣化學和氣候模擬與來自遙遠恒星的火炬數據相結合,一個由西北領導的團隊發現,恒星耀斑在行星的大氣層和宜居性的長期演變中可能起著重要作用。

這項研究的第一作者西北大學的霍華德·陳說:“我們將經曆過耀斑的行星的大氣化學與沒有經曆耀斑的行星進行了比較。長期的大氣化學是非常不同的。” “連續的耀斑實際上將行星的大氣成分推向了新的化學平衡。”

該研究的資深作者丹尼爾·霍頓(Daniel Horton)補充說:“我們發現恒星耀斑可能不會排除生命的存在。” “在某些情況下,燃燒不會侵蝕所有的大氣臭氧層。地表生命可能仍有戰鬥的機會。”

這項研究將於12月21日發表在《自然天文學》雜志上。這是西北大學,科羅拉多大學博爾德分校,芝加哥大學,麻省理工學院和NASA系外行星系統科學(NExSS)研究人員的共同努力。

霍頓(Horton)是西北大學溫伯格文理學院的地球與行星科學助理教授。陳博士 霍頓氣候變化研究小組的候選人和美國宇航局的未來調查員。

耀斑的重要性

所有恒星-包括我們自己的太陽-都將閃光或隨機釋放存儲的能量。對於地球人來說,幸運的是,太陽耀斑對行星的影響很小。

來自太陽的細絲噴發,伴有太陽耀斑。圖片來源:NASA / GSFC / SDO

科羅拉多大學的天文學家,該研究的合著者艾裏森·揚布洛德(Allison Youngblood)說:“我們的太陽更像是一個溫柔的巨人。” “它的年齡更大,不如年輕和較小的恒星活躍。地球還具有強大的磁場,可以偏轉太陽的有害風。不幸的是,大多數潛在可居住的系外行星並不那麼幸運。為了使行星潛在地具有生命,它們必須與恒星足夠近,以使它們的水不會凍結,但又不能太近以至於水蒸發。

霍頓說:我們研究了在M和K矮星宜居區域內運行的行星,這些矮星是宇宙中最常見的恒星。圍繞這些恒星可居住區較窄因為星星比更小,更強大的星像我們的太陽。在另一面,m和k矮星被認為有更頻繁的煽動活動比我們的太陽,他們的潮汐力鎖住行星不太可能有磁場幫助偏轉其恒星風。

Chen和Horton之前曾對M矮星體系統的長期氣候平均值進行過研究。但是,耀斑會在數小時或數天的時間內出現。盡管這些短暫的時標可能很難模擬,但合並耀斑的影響對於形成更完整的系外行星大氣圖很重要。研究人員通過將2018年發射的NASA的Transoing Exoplanet Satellite Survey的耀斑數據納入其模型仿真來實現這一目標。

使用耀斑探測生命

如果這些M和K矮系系外行星上有生命,以前的工作假設恒星耀斑可能使它更容易被發現。例如,恒星耀斑可以將指示生命的氣體(例如二氧化氮,一氧化二氮和硝酸)的含量從無法察覺的水平提高到可檢測的水平。

陳說:太空天氣事件通常被視為對宜居性的損害。但是我們的研究定量地表明,某些太空天氣實際上可以幫助我們發現可能標志著生物過程的重要氣體的特征。

這項研究涉及了來自不同背景和專業知識的研究人員,其中包括氣候科學家,系外行星科學家,天文學家,理論家和觀察家。

這項研究的共同作者,CU Boulder的行星科學家Eric T. Wolf說:該項目是團隊出色的集體努力的結果。” “我們的工作凸顯了調查太陽系外行星狀況時進行跨學科工作的好處。


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