Röda dvärgstjärnors stenplaneters atmosfär högintressant men svårfångad.

När NASA: s James webbteleskop lanseras 2021 kommer en av dess uppdrag vara att bli studiet av exoplaneter.


Bland de mest intressanta undersökningarna blir om en mindre stenig exoplanet som kretsar kring en röd dvärgstjärna kan hålla kvar en atmosfär. I  en serie av fyra uppsatser i Astrophysical journal ger en grupp astronomer idén till en ny metod att använda teleskopet till för detta slag av undersökning. Idén att mäta planetens temperatur då den passerar bakom sin stjärna och sedan temperaturen då den kommer tillbaka framför stjärnan.


Astronomer är särskilt intresserade av exoplaneter som kretsar kring röda dvärgstjärnor. . Dessa stjärnor är mindre och svalare än vår sol och är de vanligaste typerna av stjärnor i vår galax. Dessutom är en röda dvärgstjärnor små och en planet som passerar framför den blockerar en större del av stjärnans ljus än om stjärnan var större som ex vår sol. Detta gör att planeter som kretsar kring en röd dvärg är lättare att upptäcka.


 Röda dvärgar producerar också mycket mindre värme än vår sol så för att ha beboeliga temperaturer måste en planet  behöva omloppsbanan ganska nära en röd dvärgstjärna. I själva verket måste den för att kunna ha flytande vatten befinna sig närmre sin sol än vår Merkurius gör vår sol för att finnas i den  beboeliga zonen av en röd dvärgstjärna.


Detta gör att planeten oftare rundar sin sol och även att alltid samma sida vänds mot denna. De förväntas vara tidsmässigt låsta vilket innebär att de har en permanent dagsida och likaså permanent nattsida. Det gör att vi alltid ser nattsidan förutom när den rundar sim sol då får vi under en stund se dagsidan.


"När det finns en atmosfär kommer det att sänka temperaturen på dagsidan mot om atmosfär saknas på den steniga och klippiga ytan. Genom mätningar kan vi då göra slutledningar av om atmosfär finns eller inte. Vi kan räkna ut vad en klippig yta ska ha för temperatur matematiskt.


Det är bara att hoppas att denna idé för undersökning kan fungera så det inte blir fel slutledningar efter mätningarna (min anm). Det finns alltid osäkerhet med alla slag av forskningsuppgifter något man kanske förbigår ibland.



Bild från vikipedia på Proxima Centauri solsystemets närmaste grannstjärna i rymden (4,2 ljusår bort) är en röd dvärg.

Planeter runt röda dvärgar är troligen livlösa. Det innebär att de vanligaste planeterna i solsystemen i universum är livlösa.

Jorden bildades till en stenplanet vid en gul medelstor stjärnas solsystem troligen genom att det över hundratals miljoner år var fullt av  isiga, dammiga, gasfyllda material från kometer och asteroider i närområdet vilka tillsammans gick samman till större kroppar.


Om samma process behövs för planeter runt röda dvärgar ska få vatten och liv uppstår  det problem.


Forskare har med hjälp av rymdteleskopet Hubble och Europeiska Sydobservatoriets Very Large Telescope (VLT) i Chile upptäckt  snabbt eroderande damm och en gasdisk som omger närområdet av en röd dvärgstjärna AU Microscopii (AU Mic).


Disken består av snabbrörliga moln (kallade blobbar) av material som agerar som en snöplog genom att trycka små partiklar innehållande (eventuellt)  vatten och andra flyktiga ämnen (inklusive kometer och asteroider)  ur dvärgstjärnans närhet.

 Innebärande att krascher av detta material inte sker på stenplaneterna i den zon där liv antas ha bäst förutsättningar att uppkomma.


Astronomer vet inte hur dessa  blobbar kom till. En teori är att det är kraftfull massa utslungad från dvärgstjärnans första tid. Sådan energirik aktivitet är vanligt bland unga röda dvärgar.


Steniga planeter som kretsar kring röda dvärgstjärnor och bildats i detta kaos kan därför vara torra och livlösa enligt en ny studie utformad med hjälp av NASAS rymdteleskop Hubbles data. Vatten och organiska föreningar nödvändiga för liv som vi känner det kan ha blåst bort innan de når ytan av unga planeter i röda dvärgplaneters solsystem.


Röda dvärgar är mindre och svagare än vår sol men är även vanligast däruppe och har även längst livslängd.


Snabbrörliga blobbar av material verkar utkastande av partiklar från AU Mic disken (den röda dvärgstjärnas närområde som undersökts). Om disken fortsätter att försvinna i denna snabba takt kommer den att vara borta om ca 1,5 miljoner år. Då hinner dock det  isiga materialet från kometer och asteroider även att ha rensats ur disken. Resultat att vatten och materia för liv den vägen blir stängd. Planeten blir stenhård och fast.


Undersökningar visar även att planeter är vanliga runt röda dvärgar. I själva verket bör de innehålla huvuddelen av vår galax planeter. 


Men ovanstående observationer tyder på att vatteninnehållande planeter kan vara sällsynta i  närhet av röda dvärgstjärnor (eller omöjliga med den kunskap vi har idag) säger i rapporten Carol Grady Eureka i Oakland, Kalifornien, co-utredare av Hubble observationer.


Men säger jag. Det finns kanske skilda slag av händelser som kan ske för att liv ska uppstå. Ingen vet vi här på Jorden vet bara de sätt vi lyckats få en hållbar teori utifrån.   

Bilden är på Proxima Centauri vår närmsta stjärna från solen räknat. En röd dvärgstjärna 4,2 ljusår bort.

En planet som ”minskar” i storlek har upptäckts därute av Hubbleteleskopet.

Astronomer har med hjälp av Hubbleteleskopet funnit bl.a. heta planeter av Jupiters storlek till heta superjordar (planeter 1,5 gånger jordens diameter). 


Men heta planeter i storlek som Neptunus har varit ovanligare att hitta. Hittills har enbart ett fåtal av denna storlek hittats i närheten av sin sol där de blir heta på grund av närheten till son sol. Däremot har en del i denna storleksklass så kallade medelstora exoplaneter hittats längre ut i sina solsystem där det är betydligt svalare.


Varför denna storlek inte hittats i närmiljön av sin sol har varit och är en gåta. Det förslås att underskottet beror på att de försvunnit härifrån vid solsystemets bildande. Men det förklarar inte varför så skulle skett.


För några år sedan fann astronomerna med hjälp av NASAS rymdteleskop Hubble att en av de varmast kända Neptunusliknande i storlek exoplaneterna  (GJ 436b) förlorar sin atmosfär (gashöljet det är ju gasplaneter).


Nu har astronomer genom Hubble funnit en mycket het Neptusliknande exoplanet 
GJ 3470b 100 ljusår från oss som håller på att förlora sin atmosfär (gasen) just nu från oss sett, med en hastighet 100 gånger snabbare än GJ 436b gör. Båda planeterna finns på ungefär samma avstånd från sin stjärna. Ca en tiondel avståndet mellan vårt solsystem innersta planet Merkurius och solen.


GJ 3470b är endast 2 miljarder år gammal och även solen den kretsar runt är en ung stjärna. En ung stjärna är mer energirik så denna bombarderar planeten med mer strålning än GJ 436b får (vilken finns runt en äldre sol). Båda solarna är röda dvärgstjärnor och härmed mindre än vår sol.


Teorin säger att den hetare exoplaneten GJ 3470b där atmosfär försvinner förstärker tanken att den hetare versionen av dessa avlägsna världar kan vara en klass som kan ses som övergående planetklass vars slutgiltiga öde är att krympa ner till den vanligaste typen av känd exoplanet  1,5 gånger storleken av Jorden (se ovan och sluta som stenplanet). 


Planeter med tung, vätedominerade atmosfär som är större än jorden, men mindre än Neptunus. Så småningom kommer dessa planeter även att bli av med denna atmosfär för att bli superjordar innebärande mer massiva och då steniga versioner likt jorden. Men knappast med atmosfär då de ligger för nära sin sol.


Mindre planeter av före detta heta planeter vilka förlorat sin atmosfär och sedan ser mindre ut tror jag finns men är svåra att upptäcka. Kanske både Merkurius och Mars kan ses som sådana. Men då är Jorden svår att förklara. För att inte säga Venus där något helt annat skett som resulterat i en atmosfärisk katastrof.


Bild GJ 3470b till storleksjämförelse med Jorden.

En av Solsystemet Trappist-1:s planeter misstänks för att kunna ha liv.

TRAPPIST-1 är en röd dvärgstjärna med cirka 9 procent mindre massa än jordens sol och cirka 12 procent radie i storlek befinnande sig i vattumannens stjärnbild 39 ljusår från jorden. I Trappist-1 solsystem finns sju planeter av ungefär samma storlek som jorden. Det tar för de sex innersta planeterna mellan ett och ett halvt och 13 dygn att runda sin sol, För den sjunde och yttersta planeten är tiden ännu ej fastställd.


Det är sannolikt att minst tre av planeterna har flytande vatten. Från stjärnan och utåt benämns planeterna Trappist-1b, Trappist-1c till Trappist-1h.  En av de sju planeterna kan stödja liv som vi känner det på jorden.
  

Det är  TRAPPIST-1e som antas ha flytande vatten på dess yta och därmed kunna stödja jordliknande liv enligt uttalandet i en ny rapport från University of Washington.  Denna planet kan också ha syre, säger forskarna vilket gör den än mer intressant.


Bättre kunskap om denna planet och övriga i solsystemet kan säkert fås när väl James Webb teleskopet finns på plats. Men det dröjer till 2022.


Till dess får vi nöja oss med den kunskap vi har idag. Kunskapen om att ovanstående planet troligen har rinnande vatten i den tempererade zon runt Trappist 1 som gör liv möjligt som vi känner till det plus troligen syre gör den högintressant. Men det innebär inte att så är fallet. Allt är bara teorier. 

Däremot är övriga planeter där vilka antas innehålla vatten inte lika intressanta. De ligger inte i den bäst tempererande zonen och vatten är universellt då man kan dra den slutsatsen då flera av vårt eget solsystems planeter och dess månar har frusna hav och vatten.


Bilden är en illustration av TRAPPIST-1 med de sju planeterna.

Röda dvärgstjärnor kan flamma upp och sluka närliggande planeter.

Begreppet HAZMAT är ett begrepp som betyder fara. I detta sammanhang på en kosmisk nivå. Här betecknande våldsamma utkast av flammor av sjudande gas från röda dvärgstjärnor. Flammor vilka kan få hela planeter i närområdet runt stjärnan som kallas den beboeliga zonen obeboelig (omöjlig för liv).


NASA: s Hubbleteleskop har observerat sådana händelser säger projektledare Evgenya Shkolnik på Arizona State University där man använt Hubbleteleskopet i syftet att undersöka detta fenomen vilket fått det passande namnet HAZMAT.


Utkasten av flammor från röda dvärgstjärnor (även kallade M-stjärnor) vilka är de vanligaste slaget av stjärnor i universum visar på att det kanske är omöjligt med liv i dessas närområden där flammor uppstår. 


Cirka tre fjärdedelar av stjärnorna i vår Vintergata är röda dvärgar. De flesta av galaxens planeter som existerar i den ”beboeliga zonen” kretsar därmed kring dessa stjärnor.

 Röda dvärgstjärnor är dock aktiva stjärnor vilka producerar ultraviolett strålning vilken likt facklor spränger ut i miljoner graders plasma med en intensitet som kan påverka atmosfärers kemi på de planeter som träffas. 


Solutbrott från röda dvärgar är särskilt energirika i ultravioletta våglängder till skillnad mot utbrott från stjärnor som liknar solen där lugnare förhållanden existerar.


Den närmaste stjärnan till vår sol är en röd dvärgstjärna som heter Proxima Centauri vilken har en planet i den beboeliga zonen av Jordens storlek. Men risken är här likt runt andra röda dvärgstjärnor att flammor av energirik strålning förstört eventuell atmosfär på denna. 


Ovanstående slutsatser är inte positiva för sökandet efter liv däruppe. Kanske ska vi koncentrera oss i sökandet i de solsystem vilka har en sol lik vår egen sol.


Bild: Proxima Centauri fotograferad 2013 av Rymdteleskopet Hubble.

Sterilisering till steril livlöshet är en vanlig planethändelse

Sterilisering är något vi alla ser som bakteriefri miljö. Men det kan även betyda total livlöshet.

Något vilket är vanligt i rymden vid de vanligaste stjärnorna däruppe. De röda dvärgstjärnorna. Runt dessa finns livsmöjligheten  betydligt närmre bälte runt sin sol än det vi finns i runt vår hetare gula sol.

Röda stjärnor är mindre och svalare så det förklarar ovanstående närhet för livsmöjligheter.

Men nu har man sett och det är ingen ovanlighet att AD Leo en röd dvärgstjärna i lejonets stjärnbild ca 16 ljusår bort skickar flames ut från ytan. Flames soleruptioner har alla stjärnor men att finnas i närheten av dessa är dödsbringande för liv.

Men något vilket även i stor mängd röda stjärnor släpper ut är röntgenstrålning. Röntgenstrålning och närhet till denna är sterilisering. Just för att röda dvärgstjärnor är svala måste en planet för att vara beboelig ligga närma sin sol.

 Det finns många planeter som ligger tillräckligt nära sin röda sol. Men så är det röntgenstrålning vilken dessa planeter inte kommer undan vilken ex slår ut det eventuella skyddande ozonskiktet vilket bör finnas runt en planet för strålningsskydd.

Därför är troligen få om ens några planetsystem med en röd sol platser där livsfunktionella planeter finns. Ett röd sol-system är ett sterilt solsystem fritt från liv som vi känner det eller förstår det.

Bilden visar storleksförhållandena mellan röd. Gul och blå stjärna. Bilden är en illustration från NASA.

11 ljusår från oss finns den hittills intressantaste planeten för utomjordiskt liv.

Ross 128 är en sol 11 ljusår från oss i Jungfruns stjärnbild,  en röd dvärgstjärna lugn och fin inga otrevliga solutbrott kommer därifrån. Här finns en planet på ett avstånd från denna sol med ett klimat där liv kan ha uppstått och finnas idag.

Planetens namn är Ross128b. Här finns nästan säkert även vatten på dess yta. Självfallet även en atmosfär.

Planeten är högintressant då det gäller letandet efter liv därute. Den klassa som nummer ett av högintressanta exoplaneter. Den idag intressantaste exoplaneten därute.

Bilden är en  illustration av Ross128b med dess sol Ross 128 i bakgrunden. 

Jätteplanet upptäckt där den inte borde finnas i en mycket nära bana runt en röd dvärgstjärna.

En röd stjärna enbart hälften så stor som vår sol på ett avstånd av 600 ljusår från oss i Duvans stjärnbild bjöd på en överraskning. En omöjlighet vilken aldrig tidigare setts. I en bana 97% närmre denna sol än Jorden ligger  vår sol kretsar en gasplanet lika stor som Jupiter.

Den har fått namnet NGTS-1b och har en temperatur av 539C. Dess densitet är 20% mindre  än  vårt solsystems största gasplanet Jupiter och gör ett varv runt sin sol på enbart 2,5 dag räknat i jorddagar. Det innebär att ett år där är 2,5 jorddag.

Vad som först verkade omöjligt enligt den kunskap vi trodde oss ha är att den existerar. En så stor exoplanet borde inte existera i ett solsystem tillsammans med en röd dvärgstjärna.

Varför? Därför att när ett solsystem skapas är det solen i detta som genom sin dragningskraft drar till sig materia vilket sedan blir planeter o månar. Ju större sol desto mer material dras in och desto större och  mer materia kommer att kunna dras samman för planetskapelse och med det större planeter.

Det är en för stor planet anses det eller ansågs det tidigare för att så skulle kunna ske vid en liten sol. Men nu vet vi att detta kan hända.

Jag funderar på om det är den låga densiteten i denna exoplanet visar att det gick att skapa den utan allt för mycket materia? Kanske.

Men finns det även mindre planeter i detta solsystem. Ännu vet vi inte detta. Fascinerande är det lilla avstånd denna planet har till sin sol. Se storleksförhållande genom denna länk.

Kanske det lilla avståndet till sin sol är anledningen till att gasplaneten kunde skapas. Allt denna lilla röda stjärna kunde dra till sig kanske hamnade nära denna och det var därför gasplaneten kunde skapas just på detta låga avstånd från denna.

Kanske allt material i detta solsystem koncentrerades här och det enbart finns denna stora gasplanet här med sin låga densitet. Istället för som säkert är vanligare bland röda dvärgstjärnor (den vanligaste stjärntypen i universum) att det skapats mindre stenplaneter i systemet (och en och annan mindre gasplanet likt våra Neptunus o Uranus).

Den planet vilken ligger närmst vår sol är mindre än Jorden och det tar 88 jorddygn för denna att runda solen. Det handlar om Merkurius, en stenplanet likt Jorden är. Ett Merkuriusår är därför 88 dygn. Att jämföra med NGTS-1b vars år i jorddygn är 2,5.

Bilden är en illustration av stjärnbilden Duvan (där det ovan omtalade solsystemet finns) tillsammans med andra stjärnbilder i

området runt densamma.

Barnhards stjärna blir den åttonde röda stjärna vilkens omgivning noga ska undersökas i jakten på exoplaneter.

Sökandet efter liv på näraliggande röda stjärnor görs för fullt just nu. I tur står Barnhards stjärna vilken ligger på ett avstånd från oss på sex ljusår i riktning mot Ormens stjärnbild men tyvärr inte synlig för blotta ögat.

Det är Arecibo Observatory i Puerto Rico som har tagit på sig uppgiften och blir och är därmed en av alla dessa teleskop och observatorier runt Jorden vilka hjälper till med  att söka efter exoplaneter.

En spännande uppgift och vad man frågar sig är vilket observatorium som blir först med den ärorika upptäckten att först ha upptäckt en exoplanet vilken har liv av någon form. Om nu denna finns.

Säkert kommer missuppfattningar många gånger i framtidens upptäckter att peka på liv där inget fanns när undersökningar  finslipas. 

Men då blir frågan, vilket observatorium kommer först att göra detta misstag? Misstaget kommer, garanterat, förr eller senare.

GJ 3470b en exoplanet kretsande runt en röd dvärgstjärna 100 ljusår iväg. Här finns en vacker blå himmel likt på Jorden.

GJ3470b är en exoplanet runt stjärnan GJ3470. Solsystemet finns i kräftans stjärnbild.

Fyra gånger större än jorden och kan jämföras i storlek med Neptunus i vårt solsystem. En exoplanet innebär att den har atmosfär. I detta fall med effekten likt på Jorden med  en blå himmel.

Undersökningen visar att atmosfären är  tjock och väterik  vilket är förklaringen till den blå himmel som ses runt planeten.

 Stjärnan runt vilken den har sin bana  är en röd dvärgstjärna (sol)

.

Röda dvärgar är den vanligaste stjärntypen i universum och är gamla stjärnor runt vilka det inte är ovanligt att planeter finns.

För mer kortfattat enkelt beskriven information om röda solar eller dvärgstjärnor följ denna länk.

 GJ3470b kan ses som en tvillingplanet till vår Neptunus då den ser blå ut och har väteatmosfär. troligen bör den då även ses som en gasjätte. Om kortfattad enkel information om Neptunus önskas, följ denna länk

Kanske ska man se planetbildningar som konstruktioner utefter en mall där det finns begränsningar för hur de kan se ut i sammansättning och storlek. Neptunusstorleken och sammansättningen i denna klass blir då gasjätte och väteatmosfär med färgen blå.

Bilden ovan är från Wikipedia och visar en del av kräftans stjärnbild.