کوتوله‌های سرخ، رایج‌ترین نوع ستاره در کهکشان راه شیری ما، ستارگانی کوچک، با سوخت‌سوزی آرام و عمر طولانی هستند که همواره جذابیت خود را حفظ کرده‌اند. اکنون، یک مطالعه جدید به این روایت از کوتوله‌های سرخ پیچیدگی غیرمنتظره‌ای اضافه کرده است که به تابش فرابنفش (UV) مربوط می‌شود.
در واقع، میزان تابش فرابنفش منتشر شده توسط این نوع ستارگان می‌تواند هر سیاره‌ای که به دور آنها می‌گردد را غیرقابل سکونت کند، حتی اگر این سیارات در “منطقه طلایی” قرار داشته باشند.
در مواجهه با این معمای کیهانی، پژوهشگران مؤسسه نجوم دانشگاه هاوایی (IfA) به عرصه آمده‌اند.
این مطالعه توسط ستاره‌شناسان ورا برگر و بنجامین جی. شپی و همکارانشان در IfA رهبری شده است. آنها پرده از روی این معمای کیهانی برداشته و دیدگاه جدیدی از این آتش‌فشان‌های آسمانی ارائه داده‌اند که روایتی پیچیده‌تر و جذاب‌تر را بیان می‌کند.
تابش فرابنفش کوتوله‌های سرخ
پژوهشگران کشف کرده‌اند که ستارگان کوتوله سرخ می‌توانند شراره‌های ستاره‌ای تولید کنند که تابش فرابنفش دور (far-UV) را با سطوحی بسیار بالاتر از آنچه قبلاً تصور می‌شد، منتشر می‌کنند.
سؤال کلیدی این است: این تابش فرابنفش شدید از این شراره‌ها چگونه بر قابلیت سکونت سیارات اطراف کوتوله‌های سرخ تأثیر می‌گذارد؟
ورا برگر فاش می‌کند: “تعداد کمی از ستارگان تصور می‌شد که تابش فرابنفش کافی برای تأثیرگذاری بر قابلیت سکونت سیارات تولید می‌کنند. یافته‌های ما نشان می‌دهد که بسیاری از ستارگان بیشتری ممکن است این قابلیت را داشته باشند.”
تابش فرابنفش ناشی از این شراره‌های قدرتمند می‌تواند هم تهدید و هم فرصت برای سیارات حیات‌بخش باشد. از یک طرف، شراره‌ها ممکن است جوهای سیاره‌ای را تخریب کنند و تهدیدی جدی ایجاد کنند.
از سوی دیگر، این شراره‌ها می‌توانند به تشکیل بلوک‌های ساختمانی RNA که برای ایجاد حیات ضروری هستند کمک کنند. اینها شرط‌بندی‌های ماجرا هستند.
تلسکوپ فضایی GALEX
تیم تحقیقاتی به بررسی داده‌های آرشیوی تلسکوپ فضایی GALEX پرداختند و به دنبال شراره‌ها در میان ۳۰۰ هزار ستاره نزدیک بودند.
این ماموریت ناسا که اکنون از کار افتاده است، طیف‌های فرابنفش نزدیک و دور اکثر آسمان را از سال ۲۰۰۳ تا ۲۰۱۳ ثبت کرده است.
با بهره‌گیری از تکنیک‌های محاسباتی مدرن، پژوهشگران به بینش‌های جذابی که در میان انبوهی از داده‌های تاریخی پنهان بود دست یافتند.
مایکل تاکر، فارغ‌التحصیل دکترا از IfA و اکنون پژوهشگر پسادکترا در دانشگاه ایالتی اوهایو، می‌گوید: “ترکیب قدرت محاسباتی مدرن با گیگابایت‌ها مشاهده‌های دهه‌ها پیش به ما اجازه داد تا به دنبال شراره‌ها در هزاران و هزاران ستاره نزدیک بگردیم.”
این تحقیق مدل‌های موجود از شراره‌های ستاره‌ای و قابلیت سکونت سیارات فراخورشیدی را به چالش می‌کشد. انتشار فرابنفش دور از شراره‌ها به‌طور متوسط سه برابر بیشتر از آنچه که معمولاً پیش‌بینی می‌شود، است. این انرژی حتی می‌تواند تا دوازده برابر سطح انرژی مورد انتظار افزایش یابد.
شپی توضیح می‌دهد: “تغییر سه برابری مانند تفاوت تابش فرابنفش در تابستان از انکوریج آلاسکا تا هونولولو است، جایی که پوست بدون محافظت می‌تواند در کمتر از ۱۰ دقیقه دچار آفتاب‌سوختگی شود.”
عامل شراره‌های فرابنفش کوتوله‌های سرخ
عامل دقیق این انتشار تقویت‌شده فرابنفش دور هنوز برای دانشمندان معما باقی مانده است. یک احتمال می‌تواند تمرکز تابش شراره‌ها در طول موج‌های خاص مرتبط با حضور عناصری مانند کربن و نیتروژن باشد.
جیسون هینکل، دانشجوی دکترای IfA و یکی از نویسندگان این مطالعه، مشاهده می‌کند: “این مطالعه تصویر محیط‌های اطراف ستارگانی که کم‌جرم‌تر از خورشید ما هستند و خارج از شراره‌ها نور فرابنفش بسیار کمی منتشر می‌کنند را تغییر داده است.”
برگر، که اکنون به عنوان یک پژوهشگر چرچیل در دانشگاه کمبریج فعالیت می‌کند، نتیجه‌گیری می‌کند که داده‌های بیشتری از تلسکوپ‌های فضایی برای بررسی نور فرابنفش ستارگان مورد نیاز است.
این تحلیل ژرف — از ستارگان و انتشار آنها — برای درک این پدیده مرموز فرابنفش بسیار مهم است.
بنابراین، داستان کوتوله‌های سرخ ادامه دارد و ما را به کشف رازهای این شراره‌های ستاره‌ای و تأثیر آنها بر سیارات بالقوه حیات‌بخش نزدیک‌تر می‌کند.
کوتوله‌های سرخ، فرابنفش دور و جستجو برای حیات فرازمینی
افشاگری‌های مرتبط با تابش شدید فرابنفش دور منتشر شده توسط کوتوله‌های سرخ، بازنگری در مدل‌های فعلی قابلیت سکونت سیارات فراخورشیدی را ضروری می‌کند.
با ادامه شناسایی سیارات در مناطق قابل سکونت این ستارگان توسط پژوهشگران، درک تازه‌ای که شراره‌های ستاره‌ای می‌توانند به‌شدت بر یکپارچگی جوی تأثیر بگذارند، حیاتی است.
این یافته‌ها نشان می‌دهد که همه سیاراتی که به دور کوتوله‌های سرخ می‌گردند به یک اندازه ایجاد نشده‌اند؛ برخی ممکن است بیشتر از دیگران در معرض تخریب جوی باشند، که می‌تواند به‌طور اساسی پتانسیل حیات را تغییر دهد.
درک نحوه تعامل تابش فرابنفش دور با جوهای سیاره‌ای مختلف برای بررسی‌های نجومی آینده بسیار مهم خواهد بود و نیاز به یک رویکرد چندوجهی دارد که شامل مشاهده فعالیت ستاره‌ای، ترکیب جوی و مدل‌های تکاملی باشد.
با پیشرفت ستاره‌شناسان در جستجوی حیات فرازمینی، این یافته‌ها اهمیت در نظر گرفتن محیط پویا که اطراف سیارات بالقوه قابل سکونت را احاطه کرده است را برجسته می‌کند، و اطمینان می‌دهد که جستجو برای حیات فراتر از پارامترهای کلاسیک فاصله و شرایط سیاره‌ای می‌رود.
فصل بعدی در داده‌های بررسی آسمان آینده قرار دارد که آماده است بینش‌های جدیدی ارائه دهد و درک ما از جهان را عمیق‌تر کند. داستان کیهان یک ستاره کوتوله در هر بار گره‌گشایی می‌شود.
این تحقیق مهم نتیجه کار ورا برگر در برنامه “تجربیات پژوهشی برای دانشجویان کارشناسی” در IfA است، که از سوی بنیاد ملی علوم حمایت شده است.
این مطالعه در نشریه Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده است.
