Tim memodelkan aktivitas bintang di tetangga Bima Sakti untuk menilai dampak pada planet – Sains Terkini


Sebuah planet ekstrasurya mungkin tampak seperti tempat yang sempurna untuk mengatur tata graha, tetapi sebelum Anda pergi ke sana, perhatikan bintangnya lebih dekat.

Ahli astrofisika Rice University melakukan hal itu, membangun model komputer untuk membantu menilai bagaimana atmosfer bintang sendiri mempengaruhi planet-planetnya, baik atau buruk.

Dengan mempersempit kondisi untuk kelayakhunian, mereka berharap untuk memperbaiki pencarian planet yang berpotensi layak huni. Para astronom sekarang menduga bahwa sebagian besar miliaran bintang di langit memiliki setidaknya satu planet. Sampai saat ini, pengamat yang terikat Bumi telah melihat hampir 4.000 dari mereka.

Penulis utama dan mahasiswa pascasarjana Rice Alison Farrish dan penasihat penelitiannya, ahli fisika matahari David Alexander, memimpin studi pertama kelompok mereka untuk mengkarakterisasi lingkungan "cuaca luar angkasa" dari bintang-bintang selain dari kita sendiri untuk melihat bagaimana itu akan mempengaruhi aktivitas magnetik di sekitar sebuah planet ekstrasurya. Ini adalah langkah pertama dalam proyek yang didanai National Science Foundation untuk menjelajahi medan magnet di sekitar planet itu sendiri.

"Tidak mungkin dengan teknologi saat ini untuk menentukan apakah sebuah planet ekstrasurya memiliki medan magnet pelindung atau tidak, jadi makalah ini berfokus pada apa yang dikenal sebagai medan magnet asterosfer," kata Farrish. "Ini adalah ekstensi antarplanet dari medan magnet bintang yang dengannya planet ekstrasurya akan berinteraksi."

Dalam studi yang dipublikasikan di Jurnal Astrofisika, para peneliti memperluas model medan magnet yang menggabungkan apa yang diketahui tentang transportasi fluks magnetik matahari – pergerakan medan magnet di sekitar, melalui dan memancar dari permukaan matahari – ke berbagai bintang dengan berbagai tingkat aktivitas magnetik . Model ini kemudian digunakan untuk membuat simulasi medan magnet antarplanet yang mengelilingi bintang-bintang yang disimulasikan ini.

Dengan cara ini mereka dapat membuat hipotesis lingkungan potensial yang dialami oleh sistem planet ekstrasurya "populer" seperti Ross 128, Proxima Centauri dan TRAPPIST 1, semua bintang kerdil dengan planet ekstrasurya yang dikenal.

Tidak ada bintang yang diam. Plasma di permukaannya terus-menerus berputar, menciptakan gangguan yang mengirim medan magnet yang kuat (seperti yang tertanam di angin matahari matahari) jauh ke luar angkasa. Magnetosfer bumi sendiri membantu menjadikannya pelabuhan yang aman bagi kehidupan, tetapi apakah itu yang terjadi pada planet ekstrasurya masih harus ditentukan.

"Bagi kebanyakan orang, planet 'zona layak huni' secara tradisional berarti memiliki suhu yang tepat untuk air cair," kata Farrish. "Tetapi dalam sistem khusus ini, planet-planet sangat dekat dengan bintang-bintang mereka sehingga ada pertimbangan lain. Terutama, interaksi magnetik menjadi sangat penting."

Planet-planet "Goldilocks" ini dapat menikmati suhu dan tekanan atmosfer yang memungkinkan adanya air yang memberi kehidupan, tetapi kemungkinan mengorbit terlalu dekat dengan bintang-bintang mereka untuk lepas dari efek medan magnet kuat bintang dan radiasi yang terkait.

"Tergantung di mana ia berada dalam medan magnet yang diperpanjang dari bintang, diperkirakan bahwa beberapa exoplanet zona layak huni ini dapat kehilangan atmosfer mereka hanya dalam 100 juta tahun," kata Alexander. "Itu adalah waktu yang sangat singkat dalam hal astronomi. Planet ini mungkin memiliki suhu dan kondisi tekanan yang tepat untuk dapat ditinggali, dan beberapa bentuk kehidupan sederhana mungkin terbentuk, tapi itu sejauh yang mereka akan pergi. Atmosfer akan dilucuti dan radiasi di permukaan akan sangat intens.

"Ketika Anda tidak memiliki atmosfer, Anda sekarang memiliki semua emisi ultraviolet dan sinar-X dari bintang di atas emisi partikel," katanya. "Kami ingin memahami interaksi ini dengan lebih baik dan dapat membandingkannya dengan pengamatan di masa depan. Dan kemampuan untuk mengarahkan dan mendefinisikan sifat dari pengamatan di masa depan ini akan sangat membantu."

Parameter kunci dalam model ini adalah nomor Rossby bintang, yang menentukan seberapa aktif bintang itu, dan permukaan Alfvén, yang menentukan di mana medan magnet asterosfer secara efektif dipisahkan dari bentuk bintang.

"Model kami memungkinkan kami untuk memakukan beberapa karakteristik kunci dari aktivitas bintang sehubungan dengan fluks munculnya dan transportasi selama siklus bintang," kata Alexander. "Ini memungkinkan perbandingan langsung dengan pengamatan, yang saat ini sangat jarang untuk bintang selain matahari, dan sarana yang berpotensi menandai beberapa atribut fisik utama dari planet ekstrasurya melalui interaksinya dengan medan bintang."

"Semua sistem planet yang saat ini banyak orang perhatikan – Ross, Proxima dan TRAPPIST – menarik minat karena mereka memiliki planet di zona layak huni mereka, tetapi, berdasarkan perhitungan kami, sebagian besar dari mereka termasuk dalam berarti Alfven permukaan, "kata Farrish. "Ini menciptakan potensi hubungan magnetik langsung antara bintang dan planet yang akan lebih kuat mendorong hilangnya atmosfer planet."

Satu planet seperti itu mengorbit Proxima Centauri. "Bintang itu ketujuh ukuran matahari dan planet ini 20 kali lebih dekat," kata Alexander. "Ini bagus untuk suhu tetapi buruk untuk kondisi magnetik." Farrish dan Alexander mencatat bahwa timnya menemukan satu sistem luar biasa di GJ 3323, bintang kerdil M yang berisi dua "Bumi super" yang ditemukan pada 2017. Satu, GJ 3323 b, terletak di zona layak huni bintang itu tetapi juga berada dalam permukaan Alfven. . Yang lain, GJ 3323 c, mengorbit di luar permukaan Alfven tetapi sayangnya jauh di luar zona layak huni.

"Saya berhati-hati untuk tidak mengatakan ada satu sistem yang kita semua senangi, tetapi memiliki dua planet dengan ukuran yang sama pada usia yang sama di kedua sisi permukaan Alfvén terbukti bermanfaat, ketika pengamatan membaik, dalam mengeksplorasi bagaimana medan magnet terbentuk di planet ekstrasurya, "kata Alexander.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.