იღბლიანები არიან მიწიერები. ჩვენს პლანეტას აქვს ძლიერი მაგნიტური ფარი. მაგნიტოსფეროს გარეშე, მზის გამოსხივება, ალბათ, დაასრულებდა სიცოცხლეს დედამიწაზე, სანამ ის გაქრებოდა. და ჩვენი მზე საკმაოდ თავმდაბალია, ვარსკვლავური თვალსაზრისით.
როგორია ეგზოპლანეტები, რომლებიც მოძრაობენ უფრო აქტიური ვარსკვლავების გარშემო?
ბევრი ადამიანი იშვიათად ფიქრობს დედამიწის დამცავ მაგნიტოსფეროზე. შესაძლოა, მათ გაუმართლათ, რომ შეხედონ ავრორას და გაითვალისწინონ, რამდენად ლამაზები არიან ისინი. მაგრამ auroral eye candy სწორედ ეს არის: თვალის კანფეტი. მაგნიტოსფეროს ნამდვილი საჩუქარი შეიძლება იყოს თავად სიცოცხლე.
2014 წლის 28 ივნისს საერთაშორისო კოსმოსური სადგურიდან დანახული Aurora Borealis, რომელიც ასტრონავტ რეიდ უაისმანმა აიღო. კრედიტი: Reid Wiseman/NASA.
ვარსკვლავური ტერმინოლოგიით ჩვენი მზე არის ა G-ტიპი მთავარი მიმდევრობის ვარსკვლავი. G ტიპის ვარსკვლავები შედარებით მშვიდი და სტაბილურია, თუმცა, რა თქმა უნდა, ისინი მერყეობენ და ანათებენ, როგორც მათი უფრო აქტიური ბიძაშვილები, M-ტიპი ვარსკვლავები. მაგრამ იქნება ვარსკვლავი M-ტიპის თუ G-ტიპის, აფეთქების აქტივობა შეიძლება სერიოზული საფრთხე იყოს ეგზოპლანეტისთვის და მისი სიცოცხლის განვითარების შანსებისთვის.
M-ის ტიპის ვარსკვლავს ასევე უწოდებენ წითელ ჯუჯას და მათ შეუძლიათ ჩვენს მზეზე ბევრად მეტი აალება. ახალი კვლევა მიუთითებს, რომ ნებისმიერი ვარსკვლავის გამოსხივება და აფეთქება, როგორც G-ტიპის, ასევე M-ის, წარმოადგენს სერიოზულ შეზღუდვას ეგზოპლანეტების საცხოვრებლად.
”ეს გახდის სიცოცხლეს ასეთ პლანეტებზე დაუცველს ხმელეთის სტანდარტებით ხშირი გადაშენების დონის რადიაციული აფეთქებების მიმართ და მხოლოდ რადიორეზისტენტული ექსტრემოფილები გადარჩებიან.”
დიმიტრი ატრი, ავტორი, NYU, აბუ დაბი
ნაშრომი სათაურია ' ვარსკვლავური პროტონის მოვლენით გამოწვეული ზედაპირული გამოსხივების დოზა, როგორც ხმელეთის ეგზოპლანეტების საცხოვრებლობის შეზღუდვა .” ის გამოქვეყნებულია სამეფო ასტრონომიული საზოგადოების ყოველთვიურ შეტყობინებებში: წერილები. ერთადერთი ავტორია დიმიტრი ატრი ნიუ-იორკის უნივერსიტეტიდან აბუ დაბიში, არაბთა გაერთიანებული საამიროები.
დაახლოებით 4000 ეგზოპლანეტას შორის, რომელიც ჩვენ აქამდე აღმოვაჩინეთ, მათი მხოლოდ მცირე ნაწილია მათი ვარსკვლავების საცხოვრებელ ზონებში. ეს ნიშნავს, რომ ტემპერატურა სწორ დიაპაზონშია პლანეტის ზედაპირზე თხევადი წყლის არსებობისთვის, პლანეტის ატმოსფერული წნევის შესახებ გონივრული ვარაუდის გათვალისწინებით. მათი დიდი ნაწილი - დაახლოებით 17 - მათი ვარსკვლავების კონსერვატიულ საცხოვრებელ ზონაშია. კიდევ 30-მდე არის ის, რასაც ჰქვია ოპტიმისტური საცხოვრებლის ზონა, უფრო ფართო ტერიტორია, ვიდრე კონსერვატიული ზონა.
კეპლერის მონაცემებზე დაყრდნობით, შეიძლება იყოს როგორც დაახლოებით 40 მილიარდი დედამიწის ზომის პლანეტები, რომლებიც ბრუნავს წითელი ჯუჯებისა და მზის მსგავსი ვარსკვლავების სასიცოცხლო ზონებში.
მხატვრის ილუსტრაცია სასიცოცხლო ზონის სხვადასხვა ტიპის ვარსკვლავების გარშემო. კრედიტი: NASA
მაგრამ ძლიერი მაგნიტოსფეროს გარეშე, რომელიც იცავს მათ ვარსკვლავებისგან, რამდენი მათგანი შეიძლება ჩაითვალოს რეალურად საცხოვრებელ ზონად?
პრესრელიზში ატრიმ თქვა: „როგორც ჩვენ ვაგრძელებთ მზის სისტემის პლანეტების შესწავლას და მის ფარგლებს გარეთ, იმის აღმოჩენა, აქვთ თუ არა ამ პლანეტებს სიცოცხლის მხარდაჭერის უნარი, კვლავაც დიდი მნიშვნელობა აქვს. მეტი პროგრესი ამ სფეროში გააუმჯობესებს ჩვენს გააზრებას მზის ექსტრემალურ მოვლენებს, რადიაციის დოზასა და პლანეტების საცხოვრებლობას შორის ურთიერთობის შესახებ“.
ატრის ქაღალდი უყურებს ყველა რადიაციას, რომელსაც ვარსკვლავები მიმართავენ მათ პლანეტებზე. ვარსკვლავური აფეთქებები, კორონალური მასის ამოფრქვევები (CME) და ვარსკვლავური პროტონული მოვლენები (SPEs), შეუძლიათ მოულოდნელად დაბომბონ პლანეტები არათერმული გამოსხივებით, რომელიც შედგება რენტგენის სხივებისგან, EUV (XUV) და ვარსკვლავური ენერგეტიკული ნაწილაკებისგან (SEPs). ამ ყველაფერს შეუძლია პლანეტის ატმოსფეროს ეროზია, ფოტოქიმიური ცვლილებების გამოწვევა და პლანეტის გამოსხივება.
ეს არის მხატვრის კონცეფცია წითელი ჯუჯა ვარსკვლავის შესახებ, რომელიც განიცდის ძლიერ ამოფრქვევას, რომელსაც ვარსკვლავური აფეთქება ეწოდება. წინა პლანზე ჰიპოთეტური პლანეტაა. კრედიტი: NASA/ESA/G. ბეკონი (STScI)
პლანეტის მაგნიტურ ფარს შეუძლია დაიცვას იგი ამ აფეთქებებისგან და ატმოსფერო ასევე შეიძლება შეასრულოს დამცავი როლი. ატრის კვლევაში მან დაათვალიერა ნაწილაკების სპექტრი 70 ძირითადი აფეთქების გამოსხივების მოვლენიდან (დაკვირვებული 1956-2012 წლებში).
ჩვენ ბევრი რამ ვიცით იმის შესახებ, თუ როგორ ურთიერთქმედებს მზის ქარი და ანთებები დედამიწის მაგნიტოსფეროსთან. ამან ატრის საშუალება მისცა შეეფასებინა, როგორ რეაგირებენ ეგზოპლანეტები აფეთქებებზე. ატრი ყურადღებას ამახვილებს პირდაპირ ეფექტზე, რომელსაც აფეთქებების გამოსხივება აქვს სიცოცხლეზე, ვიდრე არაპირდაპირ ეფექტებზე, როგორიცაა ატმოსფეროს გაშიშვლება.
როდესაც ვარსკვლავი ანათებს, ის პლანეტას ასხივებს რადიაციას. ატრის კვლევის მიხედვით, რადიაციის გავლენა პლანეტაზე პირდაპირ კავშირშია არა მხოლოდ მისი მაგნიტური ველის სიძლიერეზე, არამედ მისი ატმოსფეროს სვეტის სიღრმეზე. მაიონებელი გამოსხივების მკვეთრი აფეთქება, რომელიც პლანეტას აფეთქების შედეგად ურტყამს, შეუძლია არა მხოლოდ დააზიანოს ან მოკლას ორგანიზმები, არამედ შეცვალოს მათი ჰაბიტატი, საკმარისი მაგნიტური და ატმოსფერული დაცვის გარეშე.
მხატვრის შთაბეჭდილება ვენერაზე მზის ქარით, რომელიც მიედინება პლანეტაზე, რომელსაც აქვს მცირე მაგნიტური დაცვა. Venus Express-მა აღმოაჩინა, რომ პლანეტიდან წლების განმავლობაში კოსმოსში ბევრი წყალი შედიოდა, რაც ხდება მაშინ, როდესაც მზის ულტრაიისფერი გამოსხივება არღვევს ჟანგბადისა და წყალბადის მოლეკულებს და უბიძგებს მათ კოსმოსში. კრედიტი: ESA – C. Carreau
ეს არ არის ზუსტად მთავარი სიახლე. ჩვენ ვიცით, რომ ვარსკვლავების გამოსხივება საშიშია. მაგრამ ატრი უფრო შორს წავიდა: ის ცდილობდა რაოდენობრივად დაედგინა, თუ როგორ შეიძლება გავლენა იქონიოს იმავე სიძლიერის აფეთქებებმა საცხოვრებლობაზე, ამ აფეთქებების სპექტრიდან გამომდინარე. მისი შედეგები აჩვენებს ხუთი რიგის სიდიდის ცვალებადობას იმავე ენერგიით, მაგრამ განსხვავებული სპექტრით აფეთქებებისთვის.
ანალოგიური ეფექტი ჰქონდა ატმოსფერული სვეტის სიღრმეს. „დაფარვის თვალსაზრისით, ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ ატმოსფერული სიღრმე (სვეტის სიმკვრივე) არის მთავარი ფაქტორი პლანეტის ზედაპირზე რადიაციის დოზის განსაზღვრაში. რადიაციის დოზა მცირდება სიდიდის 3 რიგით, რაც შეესაბამება ატმოსფერული სიღრმის ზრდას მაგნიტუდის რიგით.
დედამიწის ატმოსფერო თამაშობს როლს მზის აქტივობისგან ჩვენს დაცვაში. ახალი კვლევა ამბობს, რომ ეგზოპლანეტის ატმოსფეროს სვეტური სიღრმე არის პლანეტის რადიაციისგან დაცვის ფაქტორი. სურათის კრედიტი: NASA
გასაკვირია, რომ მაგნიტოსფეროს სიძლიერეს ნაკლები დამცავი ეფექტი ჰქონდა გამოსხივებისგან. „ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ პლანეტარული მაგნიტური ველი მნიშვნელოვანი, მაგრამ ნაკლებად მნიშვნელოვანი ფაქტორია ატმოსფერულ სიღრმესთან შედარებით. დოზა მცირდება დაახლოებით 30 ფაქტორით, რაც შეესაბამება მაგნიტოსფეროს სიძლიერის ზრდას სიდიდის რიგითობით.
მაგრამ პლანეტის მაგნიტური ველი დამატებით როლს თამაშობს. „თუმცა, უნდა აღინიშნოს, რომ პლანეტარული მაგნიტური ველი გადამწყვეტია პლანეტაზე მნიშვნელოვანი ატმოსფეროს შესანარჩუნებლად“, - ნათქვამია კვლევაში.
ჩვენ ბევრი რამ ვისწავლეთ ვარსკვლავებში აალების სიჩქარის შესახებ, რაც ეგზოპლანეტებზე საცხოვრებლობის გაგების ნაწილია. მზე ასხივებს მძლავრ ანთებებს 10-მდე35ჩნდება ყოველ 2000-დან 3000 წლამდე, მაშინ როცა სხვა M-ტიპის ვარსკვლავები, რომლებიც უფრო ახალგაზრდაა და უფრო სწრაფად ბრუნავენ, შეუძლიათ მათ 100-ჯერ უფრო ხშირად ასხივებენ. სხვა ვარსკვლავები ცნობილია, როგორც 'ამოვარდნილი ვარსკვლავები', რადგან ისინი წარმოქმნიან ეგრეთ წოდებულ სუპერ ანთებებს უფრო მძლავრებს, ვიდრე ოდესმე წარმოქმნის ჩვენს მზეს. იმის გათვალისწინებით, რომ ბევრი მათგანი წითელი ჯუჯაა, ვარსკვლავების ტიპი, სადაც ყველაზე მეტი ეგზოპლანეტაა ნაპოვნი, საცხოვრებლობის პროგნოზი საეჭვოა.
მაგრამ, როგორც ატრის ნამუშევარი მიუთითებს, ეს არ არის მხოლოდ აფეთქების სიძლიერე, არამედ მისი სპექტრიც, რაც ზღუდავს საცხოვრებლობას.
როგორც ის ამბობს დასკვნაში, „მიუხედავად იმისა, რომ ბოლოდროინდელმა დაკვირვებებმა მოგვცა კარგი გაზომვები ახლომდებარე ვარსკვლავების აალების სიჩქარის შესახებ, ამ ნაშრომში გაურკვევლობის მთავარი წყარო არის მაღალი ენერგიის ელვარებით გამოდევნილი ნაწილაკების გაზომვის ნაკლებობა (10.32-1036?ერგ) სხვა ვარსკვლავებზე. მეტი პროგრესი ამ სფეროში გააუმჯობესებს ჩვენს გააზრებას მზის ექსტრემალურ მოვლენებს, რადიაციის დოზასა და პლანეტების საცხოვრებლობას შორის ურთიერთობის შესახებ“.
ეს არის მხატვრის კონცეფცია დედამიწის გლობალური მაგნიტური ველის შესახებ, მშვილდის შოკით. დედამიწა გამოსახულების შუაშია, გარშემორტყმული მისი მაგნიტური ველით, რომელიც წარმოდგენილია მეწამული ხაზებით. მშვილდის შოკი არის ლურჯი ნახევარმთვარე მარჯვნივ. მზის ქარის მრავალი ენერგიული ნაწილაკი, რომელიც წარმოდგენილია ოქროში, გადახრილია დედამიწის მაგნიტური 'ფარით'. კრედიტი: უოლტ ფეიმერი (HTSI)/NASA/გოდარდის კოსმოსური ფრენის ცენტრი კონცეპტუალური გამოსახულების ლაბორატორია
შესაძლოა, ელვარებისგან დაცვის გარეშე, როგორც მაგნიტური, ისე ატმოსფერული, ბევრი პლანეტა, რომელსაც ჩვენ კატეგორიებად ვთვლით დასახლებად, უბრალოდ ვერ იქნება. ან შესაძლოა საცხოვრებლობა შემოიფარგლოს ექსტრემოფილებით. როგორც ატრი თავის ნაშრომში ამბობს, „ეს გახდის სიცოცხლეს ასეთ პლანეტებზე დაუცველს ხმელეთის სტანდარტების მიხედვით გადაშენების დონის ხშირი რადიაციული აფეთქებების მიმართ და მხოლოდ რადიორეზისტენტული ექსტრემოფილები გადარჩებიან. ასეთი დონეები მოსალოდნელია ახლო პლანეტებისთვის“.
ეს ბოლო წინადადება შეიძლება განსაკუთრებით დამღუპველი იყოს.
ვინაიდან წითელი ჯუჯები ძალიან ბევრია ირმის ნახტომში, სწორედ აქ ვხვდებით ყველაზე ეგზოპლანეტებს. და რადგან ეს ვარსკვლავები საშუალოდ ნაკლებ ენერგიას გამოიმუშავებენ, მათი სასიცოცხლო ზონა ბევრად უფრო ახლოსაა, ვიდრე ჩვენი მზის მსგავსი ვარსკვლავის გარშემო. ეს ნიშნავს, რომ საკმარისი მაგნიტოსფეროს გარეშე და საკმარისად ღრმა ატმოსფეროს გარეშე, ბევრი პლანეტა, რომელსაც ჩვენ პოტენციურად საცხოვრებლად ვთვლით, უბრალოდ არ არის.
მეტი:
- Პრეს - რელიზი: ნიუ-იორკის უნივერსიტეტის აბუ დაბის მკვლევარმა აღმოაჩინა, რომ ეგზოპლანეტები შეიძლება ნაკლებად საცხოვრებლად გახდეს ვარსკვლავების ანთებების გამო
- Კვლევა: ვარსკვლავური პროტონის მოვლენით გამოწვეული ზედაპირული გამოსხივების დოზა, როგორც ხმელეთის ეგზოპლანეტების საცხოვრებლობის შეზღუდვა
- სამყარო დღეს: წითელი ჯუჯა აფეთქდება სუპერფლირიდან. მის პლანეტებზე ნებისმიერ სიცოცხლეს ძალიან ცუდი დღე ექნება