أكثر أنواع النجوم شيوعًا في المجرة هو النجم القزم الأحمر. لا يمكن رؤية أي من هذه النجوم الصغيرة الخافتة من الأرض بالعين المجردة ، لكنها يمكن أن تنبعث منها مشاعل أقوى بكثير من أي شيء تنبعث منه شمسنا. رأى اثنان من علماء الفلك باستخدام تلسكوب هابل الفضائي نجمًا قزمًا أحمر يعطي نوعًا قويًا من التوهج يسمى التوهج الفائق. هذه أخبار سيئة لأي كواكب في ما يسمى بالمناطق الصالحة للسكن.
تشكل الأقزام الحمراء حوالي 75٪ من النجوم في درب التبانة ، لذا من المحتمل أن تستضيف العديد من الكواكب الخارجية. في الواقع ، يعتقد العلماء أن معظم الكواكب الموجودة في المناطق الصالحة للسكن تدور حول الأقزام الحمراء. لكن كلما لاحظ الفلكيون هذه النجوم ، أصبحوا أكثر إدراكًا لمدى الفوضى والحيوية التي يمكن أن تكون في أحيائهم. هذا يعني أننا قد نضطر إلى إعادة التفكير في معنى المنطقة الصالحة للسكن.
"عندما أدركت الكمية الهائلة من الضوء الذي ينبعث منه التوهج الفائق ، جلست تنظر إلى شاشة الكمبيوتر لبعض الوقت لمجرد التفكير ،" Whoa. "- Parke Loyd ، جامعة ولاية أريزونا.
لاحظ اثنان من علماء الفلك في جامعة أريزونا النجوم القزمة الحمراء الشابة كجزء من برنامج يسمى HAZMAT ، أو "المناطق الصالحة والنشاط القزم M عبر الزمن". تستخدم HAZMAT تلسكوب هابل الفضائي لمسح النجوم القزمة الحمراء في ثلاث مراحل مختلفة من حياتهم: الشباب والمتوسط والكبير. ركزت HAZMAT على الأشعة فوق البنفسجية القادمة من النجوم ، وهي جزء من الطيف الكهرومغناطيسي الأكثر نشاطًا لهذه النجوم. نتائجها مفصلة في ورقة جديدة.
تقول إيفجينيا شكولنيك ، الأستاذ المساعد في كلية الأرض واستكشاف الفضاء بجامعة ASU والباحث الرئيسي لبرنامج HAZMAT: "النجوم القزمة الحمراء هي أصغر النجوم وأكثرها شيوعًا وأطولها عمرًا في المجرة". "بالإضافة إلى ذلك ، نعتقد أن معظم النجوم القزمة الحمراء لديها أنظمة من الكواكب التي تدور حولها."
يعتقد علماء الفلك أن السطوع الفائقة القادمة من النجوم القزمة الحمراء ناتجة عن مجالاتها المغناطيسية. من المعروف أن بعض النجوم القزمة الحمراء لها حقول مغناطيسية أقوى بكثير من النجوم الأكبر ، ربما لأن الأقزام الحمراء تدور أسرع بكثير من النجوم الأكبر. عندما يدور النجم ، يمكن أن تتشابك حقوله المغناطيسية. إذا أصبح هذا التشابك شديدًا جدًا ، تنكسر خطوط المجال المغناطيسي ثم تعيد الاتصال ، مما يتسبب في اشتعال طاقة هائلة من الأشعة فوق البنفسجية ، وهج شديد.
إن عمر النجم جزء من ظاهرة التوهج. تظهر النجوم الأصغر سنًا ، خاصةً تلك التي كانت في مائة مليون سنة الأولى من حياتها ، نشاطًا أكثر إشراقًا من النجوم المتوسطة والكبيرة. ومن الممكن أن يحدث هذا الحرق يوميًا.
"هذا يعني أننا نتطلع إلى حدوث ركلات فائقة كل يوم أو حتى بضع مرات في اليوم." - بارك لويد ، جامعة ولاية أريزونا.
بارك لويد ، باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة ولاية أريزونا ، المؤلف الرئيسي للصحيفة. قال: "عندما أدركت مقدار الضوء الكبير الذي ينبعث منه التوهج الفائق ، جلست تنظر إلى شاشة الكمبيوتر لبعض الوقت فقط أفكر ،" Whoa. "
قال لويد: "كان جمع البيانات عن الأقزام الحمراء الصغيرة مهمًا بشكل خاص لأننا كنا نشك في أن هذه النجوم ستكون جامحة تمامًا في شبابهم ، وهي أول مائة مليون سنة أو نحو ذلك بعد تشكلها".
وأضاف Loyd ، "كان على معظم الكواكب التي يمكن أن تكون صالحة للسكن في مجرتنا أن تتحمل الصواعق الشديدة مثل تلك التي لاحظناها في مرحلة ما من حياتهم. هذه فكرة واقعية. " السؤال هو ، هل يمكن للحياة أن تبقى؟
تبعث الأقزام الحمراء الشابة الكثير من الطاقة ، بحيث تكون أضخمها قوية بما يكفي لتمزيق جو أي كواكب في مناطقها الصالحة للسكن. قد تكون العديد من هذه الكواكب مؤمنة بشكل غير مباشر على نجمها القزم الأحمر ، وهو شرط آخر يجعل الحياة على هذه الكواكب الخارجية أمرًا صعبًا للغاية. ولكن نظرًا لأن معظم الكواكب الخارجية في المنطقة الصالحة للسكن في مجرتنا تدور حول الأقزام الحمراء ، فمن المهم دراسة التفاعلات بين الكوكب والنجم.
يشرح شكولنيك قائلاً: "إن الهدف من برنامج HAZMAT هو فهم قابلية الكواكب حول النجوم ذات الكتلة المنخفضة للسكن". "هذه النجوم منخفضة الكتلة لها أهمية حاسمة في فهم الأجواء الكوكبية." يمكن للأشعة فوق البنفسجية تعديل الكيمياء في الغلاف الجوي للكوكب ، أو إزالة هذا الغلاف الجوي.
"المشاعل مثلما لاحظنا لديها القدرة على تجريد الغلاف الجوي من كوكب. لكن هذا لا يعني بالضرورة الموت والكآبة للحياة على هذا الكوكب ". - بارك لويد ، جامعة أريزونا.
تقدم الدراسة الجديدة بيانات من الجزء الأول فقط من برنامج HAZMAT. وركزت على تواتر توهج الأقزام الحمراء الصغيرة التي يبلغ عمرها 40 مليون سنة. هذه النجوم أكثر نشاطًا وفوضى من نظيراتها القديمة. إنها تشتعل بتردد وطاقة أكبر من النجوم مثل شمسنا.
في حوالي مائة عام من مراقبة شمسنا ، لم نشهد سوى بضعة مشاعل اقتربت حتى من طاقة الأقزام الحمراء الفائقة. وقد لاحظ الفلكيان هذه الأقزام الحمراء لمدة 10 ساعات فقط. في ذلك الوقت لاحظوا 18 مشعلًا منفصلاً أقوى بكثير من أي شيء يمكن أن تنتجه شمسنا ، مع أقوى واحد ، يطلق عليه اسم "Hazflare" ، أقوى 30 مرة من أي شيء على الإطلاق مع هابل.
يقول لويد: "مع الشمس ، لدينا مائة عام من الملاحظات الجيدة". "وفي ذلك الوقت ، رأينا توهجًا واحدًا ، ربما اثنين ، لديه طاقة تقترب من الطاقة الفائقة. في أقل من يوم واحد من ملاحظات هابل لهذه النجوم الشابة ، تمكنا من إلقاء الضوء على هذه الهالة. وهذا يعني أننا نتطلع إلى حدوث ركلات فائقة كل يوم أو حتى عدة مرات في اليوم ".
إذًا ، كيف سيؤثر نشاط التوهج اليومي على إمكانية الحياة على هذه الكواكب؟ لويد غير مؤكد. "المشاعل مثلما لاحظنا لديها القدرة على تجريد الغلاف الجوي من كوكب. لكن هذا لا يعني بالضرورة الموت والكآبة للحياة على هذا الكوكب. قد تكون الحياة مختلفة عما نتخيله. أو قد تكون هناك عمليات أخرى يمكنها تجديد الغلاف الجوي للكوكب. إنها بالتأكيد بيئة قاسية ، لكني أتردد في تسميتها بيئة معقمة ".
"لا أعتقد أننا نعرف بالتأكيد بطريقة أو بأخرى ما إذا كانت الكواكب التي تدور حول الأقزام الحمراء صالحة للسكن حتى الآن ، ولكن أعتقد أن الوقت سيخبرنا بذلك." - إيفجينيا شكولنيك ، جامعة ولاية أريزونا.
قد تكون هناك بطانة فضية مدى الحياة على الكواكب التي تدور حول الأقزام الحمراء ، على الرغم من هذا الاكتشاف. أحد الأسباب التي تجعل الأقزام الحمراء قاتمة للغاية هو أنها تدوم لفترة طويلة. في الواقع ، يمكن للأقزام الحمراء أن توجد لتريليونات السنين. وهذا يعني أن الكواكب الخارجية في المنطقة الصالحة للسكن للأقزام الصغيرة قد يكون لها بداية صعبة ، ولكن طول عمر نجمها المضيف قد يعمل لصالح الحياة.
سيراقب الجزء التالي من برنامج HAZMAT النجوم في سنهم المتوسط ، عندما يُتوقع أن يهدأ هذا النشاط المحترق. بعد تلك المرحلة ، سيراقب HAZMAT الأقزام الحمراء في شيخوختهم. سيساعد هذا علماء الفلك على فهم كيفية تطور الأقزام الحمراء وبيئة الإشعاع المحيطة بهم وكواكبهم بمرور الوقت. مع تراجع الاحتراق ، قد تتحسن آفاق الحياة.
يقول شكولنيك: "إنهم يمتلكون فرصًا أخرى كثيرة للتطور في الحياة ، نظرًا لطول عمرهم". "لا أعتقد أننا نعرف بالتأكيد بطريقة أو بأخرى ما إذا كانت الكواكب التي تدور حول الأقزام الحمراء صالحة للسكن حتى الآن ، ولكن أعتقد أن الوقت سيخبرنا بذلك."
- بيان صحفي من جامعة ولاية أريزونا: "علماء الفلك في جامعة ولاية أريزونا يصطادون نجمًا قزمًا أحمر في انفجار شديد"
- ورقة بحثية: HAZMAT. IV. مشاعل و SUPERFARARS على الشباب M النجوم في FAR ULTRAVIOLET
- دخول ويكيبيديا: القزم الأحمر
- بيان صحفي لوكالة ناسا: "Superflares from Young Red Dwarf Stars Imperil Planets"
- بيان صحفي لوكالة ناسا: "مشاعل قد تهدد قابلية كوكب الأرض بالقرب من الأقزام الحمراء"
