En ung planet som virvlar runt den röda dvärgstjärnan
AU Microscopii, 31,7 ljusår bort
förändrar på oförutsägbara sätt sin omloppsbana varje varv den gör runt sin sol.
Den ligger så nära sin sol att den konsekvent tar emot starka energiutkast av
oregelbundna explosioner från sin sol vilket gör att planetens väteatmosfär avdunstar under vissa av sina banturer
Under en planetens banor observerades detta av rymdteleskopet
Hubble som då upptäckte att planeten likväl inte förlorade något material (atmosfär) medan
en bana som observerades av Hubble ett och ett halvt år senare visade tydliga
tecken på atmosfärisk förlust denna gång.
Denna extrema variation mellan banvarv förundrar
astronomerna. Vi har aldrig sett atmosfärisk flykt gå från helt odetekterbar
till mycket detekterbar under skilda banvarv runt sin sol, beskriver Keighley
Rockcliffe från Dartmouth College i Hannover, New Hampshire. Vi förväntade oss
något mycket förutsägbart (att antingen
förlusten av atmosfär skedde vid varje varv eller att det aldrig skedde),
repeterbart. Men så var det inte här och mätfel misstänktes.
Rockcliffe var även förbryllad över att man kunde se
planetens atmosfär puffa ut framför planeten som en strålkastare. Denna
observation är uppseendeväckande och vi får undersöka samspelet mellan stjärnan
och planeten för att försöka förstå vad som sker, beskriver Keighley.
Stjärnan AU Microscopii (AU Mic) är värd för ett av
de yngsta planetsystemen som någonsin observerats. Stjärnan är mindre än 100
miljoner år gammal. Den innersta planeten, AU Mic b, har en omloppsperiod på
8,46 dagar och ligger ungefär 1/10 av planeten Merkurius avstånd från vår sol. Det
är en gasplanet och den är ungefär fyra gånger större i diameter än Jorden.
AU Mic b upptäcktes av NASA:s rymdteleskop Spitzer
och TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) 2020 med transitmetoden,
vilket innebär att teleskop kan observera ett litet dopp i stjärnans ljusstyrka
när planeter korsar framför den.
Röda dvärgar som AU Microscopii är de vanligaste
stjärnorna i Vintergatan. De borde därför vara värd för majoriteten av
planeterna i vår galax. Men kan planeter som kretsar kring röda dvärgstjärnor
som AU Mic b få liv att utvecklas? En viktig utmaning är att unga röda dvärgar
har våldsamma stjärnfläckar som spränger ut strålning. Denna period med hög
aktivitet varar mycket längre än för stjärnor som vår sol.
Fläckarna uppkomst drivs av intensiva magnetfält som trasslar
in sig med stjärnatmosfärens rörelser.
När trasslet blir för intensivt bryts fälten och återansluts vilket frigör
enorma mängder energi dubbelt upp till 100 gånger mer energiutkast än vår sol
släpper ut vid sina utbrott. Det är ett fyrverkeri av kraftiga vindar, facklor
och röntgenstrålar som spränger alla planeter som kretsar nära stjärnan,
beskriver Rockcliffe.
Under dessa svåra förhållanden bör planeter som
bildas inom de första 100 miljoner åren efter stjärnans födelse uppleva att
deras atmosfär försvinner ut i rymden och lämna kvar en atmosfärfri kärna.
Vi vill veta vilka typer av planeter som kan klara
dessa miljöer. Hur kommer de se ut när stjärnan lugnar ner sig? Och skulle det
finnas någon chans till livsutveckling så småningom, eller kommer de att sluta som
brända planeter? "Förlorar de så småningom det mesta av sin atmosfär
(gasplaneter) och deras kvarvarande kärnor bli superjordar (stenplaneter)? Vi
vet inte riktigt hur de slutliga kompositionerna blir eftersom vi inte har
något liknande i vårt solsystem.
Framtida
forskning kan kanske ge ett svar på detta. Tips det bör finnas ett samband och lösning på gåtan ovan i att planeten tar olika banor runt sin sol. Någon bana får atmosfär att försvinna någon bevarar atmosfären intakt.
Bild vikipedia AU Microscopii's fragmentskiva. En fragmentskiva är en ringformad cirkumstellär skiva av rymdstoft och spillror i omlopp runt en stjärna. För att betecknas som fragmentskiva måste ett antal krav vara uppfyllda enligt Lagrange et al., (2000)): Värdstjärnan ska befinna sig på huvudserien av spektraltyp.
Stoftets luminositet ska vara mycket lägre än
stjärnans. Värdstjärnans massa ska vara mer än hundra gånger större än massan
av stoft och gas. Gasfattig; gasens massa ska vara mindre än 10x stoftets massa.
Stoftkornens livstid ska vara mycket kortare än stjärnans
