Badania przeprowadzono przy użyciu zaawansowanych modeli ogólnej cyrkulacji 3D, które pozwoliły naukowcom na symulację zachowania się atmosfery planet w odpowiedzi na rozbłyski gwiazd. Do badań wybrano egzoplanetę TRAPPIST-1 e, która jest przykładem planety synchronicznej, czyli takiej, która zawsze pokazuje tę samą stronę gwiazdy macierzystej.
Wyniki badań pokazały, że górna atmosfera planety chłodzi się szybko po rozbłysku gwiazdy poprzez emisje promieniowania od cząsteczek takich, jak tlenek azotu i dwutlenek węgla. Jednocześnie następuje ogrzenie niższej części atmosfery z powodu wzrostu ilości gazów cieplarnianych, takich jak woda czy tlenek diazotu (podtlenek azotu). Dodatkowo prędkości wiatrów w środkowej warstwie atmosfery znacznie wzrastają do ponad 140 km/h po nocnej stronie planety.
Skumulowany efekt zależy od częstotliwości rozbłysków, a natychmiastowy efekt – od energii i kształtu widmowego danego rozbłysku. W przypadku młodych gwiazd, w których rozbłyski są bardziej energetyczne, może to być kluczowy czynnik dla dynamiki atmosfer planet. Można z tego wywnioskować także potencjalne konsekwencje dla Ziemi, w przypadku rozbłysków słonecznych, które mogą tymczasowo zaburzać cyrkulację w atmosferze.
Badacze wskazują, iż o ile rozbłyski słoneczne nie są istotnym czynnikiem dla zmian klimatycznych na Ziemi, w porównaniu do obecnej skali aktywności człowieka, to jednak efekty od nich są rzeczywiste i mierzalne. Podkreślono potrzebę ich uwzględniania w nowych modelach atmosfery. Wynik pracy pokazuje, że gwiazdy nie tylko ogrzewają swoje planety, ale potrafią także w pewnym stopniu sterować ich pogodą.
Zrozumienie tych interakcji pozwoli lepiej oceniać, które z egzoplanet są zdane do podtrzymywania życia. Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie naukowym „The Astronomical Journal”. W zespole badawczym byli naukowcy z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie (Izrael), NASA (USA), Instytutu Technologicznego Florydy (USA), Centrum Superkomputerowego w Barcelonie (Hiszpania) oraz Uniwersytetu Oksfordzkiego (Wielka Brytania). Autorami pracy są Howard Chen, Paolo De Luca, Assaf Hochman i Thaddeus D. Komacek.
Dane liczbowe wskazują, że ponad 70% gwiazd w naszym sąsiedztwie jest gwiazdami młodymi, które mogą emitować rozbłyski o wysokiej energii. W związku z tym, badania dotyczące wpływu rozbłysków gwiazd na klimat i warunki pogodowe na planetach są coraz bardziej istotne dla rozumienia mechanizmów, które rządzą dynamiką atmosfer planet. Ponadto, wyniki badań mogą mieć praktyczne zastosowanie w prognozowaniu pogody na Ziemi i innych planetach, co może pomóc w zapobieganiu lub łagodzeniu skutków ekstremalnych zdarzeń pogodowych.
