Stora koronamassutkastningar var omvälvande i solens första tid.

 

Bild https://www.kyoto-u.ac.jp/ Konstnärs skildring av en koronamassutkastning från EK Draconis (en ung stjärna av samma slag som vår sol). Den heta och snabba utkastningen visas i blått, medan den svalare och långsammare utkastningen visas i rött. (NAOJ)

Forskare vid Kyoto university visar att   under solen och jordens första tid var solen så aktiv att dessa CME:er (koronamassutkastningar)  kan ha påverkat uppkomsten och utvecklingen av livet på jorden. Faktum är att tidigare studier har avslöjat att unga solliknande stjärnor ofta producerar kraftfulla utbrott som vida överstiger de största solutbrotten från vår sol i vår tid.

Stora CME:er från solens första tid kan ha haft en stor inverkan på den tidiga miljön på jorden, Mars och Venus. Oklart dock i vilken utsträckning explosioner i unga stjärnor uppvisar solliknande CME:er. Under de senaste åren har den kalla plasman hos CME upptäckts genom optiska observationer. Den höga hastigheten och den förväntade frekventa förekomsten av starka CME:er i det förflutna har dock inte kunnat bevisas ha skett i vårt solsystem.

För att förstå mer försökte ett internationellt team av forskare, inklusive Kosuke Namekata vid Kyoto University undersöka om unga solliknande stjärnor därute  producerar solliknande CME:er.

"Det som inspirerade oss mest var det långvariga mysteriet om hur den unga solens våldsamma aktivitet kunnat påverka den  jordens början", beskriver Namekata. "Genom att kombinera rymd- och markbaserade observatorier i Japan, Korea och USA kunde vi rekonstruera vad som kan ha hänt för miljarder år sedan i vårt eget solsystem."

Teamets analys inkluderade samtidiga insamlade ultravioletta observationer med rymdteleskopet Hubble och optiska observationer med markbaserade teleskop i Japan och Korea. Deras mål var den unga stjärnan EK Draconis.  Hubbleteleskopet användes för  observationer av ultravioletta emissionslinjer vilka är känsliga för het plasma, medan de tre markbaserade teleskopen samtidigt observerade väte Hα-linjen vilken spårar kallare gaser. Dessa samtidiga spektroskopiska observationer av flera våglängder gjorde det möjligt för forskargruppen att fånga både de varma och kalla komponenterna i utkastningar av korona i realtid.

Observationerna ledde till de första bevisen för en multitemperaturmässig koronamassutkastning från EK Draconis. Teamet fann att het plasma på ca100 000 grader Celcius kastades ut med en hastighet av 300 till 550 kilometer per sekund, följt cirka tio minuter senare av en svalare gas på cirka 10000 grader Celsius som kastades ut med en hastighet på 70 kilometer per sekund. Den heta plasman innehöll mycket mer energi än den kyligare  plasman vilket tyder på att frekvent starka CME:er i det förflutna kunde ge starka chocker och energirika partiklar som kunde erodera eller kemiskt förändra tidiga planeters atmosfärer.

Teoretiska och experimentella studier stöder den avgörande roll som starka CME:er och energirika partiklar kan spela för att initiera biomolekyler och växthusgaser, som är avgörande för uppkomsten och upprätthållandet av liv på en planets tidiga existens. Upptäckten har stor betydelse för förståelsen av planeters möjligheter till livsformer och de förhållanden under vilka liv uppstod på jorden och  någon annanstans.

Ytterligare en svårfångad brun dvärg (misslyckat stjärnobjekt) har hittats.

 

Bild  https://subarutelescope.org/ Infraröd bild av den bruna dvärgen J1446B (markerad med pilen). Värdstjärnan (J1446) maskeras i vitt under bildbehandlingen. Den vita stapeln längst ner till höger motsvarar ett vinkelavstånd som motsvarar 10 astronomiska enheter (ungefär avståndet mellan Saturnus och solen). (Källa: Taichi Uyama (Astrobiology Center/CSUN) / W. M. Keck-observatoriet)

I Vintergatan är den vanligaste typen av stjärnor M-dvärgar (röda dvärgstjärnor). 

De utgör mer än hälften av alla stjärnor i Vintergatan. Då röda dvärgstjärnor är ljussvaga är det svårt att se och avgöra hur många av dem som har planeter eller bruna dvärgar . (misslyckade stjärnbildningsobjekt mellanting mellan gasplanet och stjärna). 

 Bruna dvärgar har för låg densitet för att ens lysa som en svaglysande röd dvärgstjärna. De är tyngre än planeter då de stadiet mellan gasplanet och stjärna. Att förstå hur ofta bruna dvärgar bildas och hur många som finns och vilken densitet en sådan har är viktigt att förstå för att förstå mer om hur stjärnor och planeter bildas och utvecklas.

En internationell forskargrupp under ledning från Astrobiology Center, California State University Northridge och Johns Hopkins University har nyligen upptäckt en brun dvärg som kretsar kring en närliggande röd dvärgstjärna med beteckningen LSPM J1446+4633 ( J1446). Stjärnan finns 55 ljusår från jorden. Den bruna dvärgen J1446B som ha en bana runt stjärnan har en massa som är ungefär 60 gånger större än Jupiters och kretsar runt sin sol på ett avstånd som är 4,3 gånger längre ut än det mellan jorden och solen.  Omloppsbanan för den bruna dvärgen tar cirka 20 år. Upptäckten gjordes i kortvågigt infrarött ljus och visade även variationer på cirka 30 procent av dess svaga sken över tid vilket tyder på möjlig molnaktivitet eller atmosfärisk cirkulation på den bruna dvärgen.

– Att studera vädret på dessa avlägsna objekt hjälper oss att förstå hur deras atmosfär bildats och består av ger kunskap för hur vårt sökande i framtiden  efter planeter som kan hysa liv bortom solsystemet bör göras, beskriver Taichi Uyama, forskare vid Astrobiology Center of Japan och huvudförfattare till studien. Att lära hur en atmosfär rör sig och vad den består av ger kunskap om planeten kan hysa liv.

I detta fall  är liv omöjligt. Bruna dvärgar har inte en fast yta utan är gas med en kärna långt därnere och dess atmosfär (gas) har en temperatur av fler tusen grader Celsius.

Livets byggstenar hittade i Stora Magellanska molnet

 

Bild wikipedia  på  dvärggalaxen Stora Magellanska molnet i stjärnbilderna Svärdfisken och Taffelberget. En av Vintergatans satellitgalaxer.

Med hjälp av James Webb Space Telescopes (JWST) Mid-Infrared Instrument (MIRI) upptäckte astroforskare fem olika kolbaserade föreningar i det Stora Magellanska molnet.

Teamet identifierade fem komplexa organiska molekyler i is som omger en ung protostjärna i molnet. Molekyler av vilka många kan hittas här på jorden: metanol och etanol, metylformiat och acetaldehyd (som främst används som industrikemikalier på jorden) och ättiksyra (huvudkomponenten i vinäger). Ättiksyra har aldrig tidigare upptäckts i is i rymden medan etanol, metylformiat och acetaldehyd var de första molekyler som upptäcktes i is utanför Vintergatan. Dessutom observerade teamet spektrala egenskaper som liknar ett annat slag av molekyl i isen, glykolaldehyd, en sockerrelaterad molekyl och föregångare till mer komplexa biomolekyler som komponenter i RNA. Det krävs dock ytterligare undersökningar för att bekräfta riktigheten i denna upptäckt.

Teamet leddes från University of Maryland och NASA-forskare Marta Sewilo, och inkluderade astrofysikerna Dr Joana Oliveira och Dr Jacco van Loon vid Keele University. Forskarlaget redogjorde för sina resultat i en artikel som publicerats i Astrophysical Journal Letters.

– Vi har använt James Webb Space Telescope och fann då förstadier till biotiskt material i en närliggande galax i detta fall Stora Magellanska molnet. Ättiksyra, metylformiat och eventuellt glykolaldehyd är alla förknippade med skapande av de första sockerarterna och som utgör grunden för RNA och DNA - livets grundvalar.

Att hitta dessa även i den orörda miljön i det Stora Magellanska molnet tyder på att livet kan ha börjat någon annanstans än på Jorden eller i vår galax och mycket tidigare än det har gjort på jorden.