Published February 27, 2020 | Version v1
Publication Open

The UV surface habitability of Proxima b: first experiments revealing probable life survival to stellar flares

Creators

  • 1. Institute of Astronomy and Space Physics
  • 2. Fundación Ciencias Exactas y Naturales
  • 3. University of Buenos Aires
  • 4. University of Graz
  • 5. Comisión Nacional de Energía Atómica
  • 6. The Open University
  • 7. National University of Tres de Febrero

Description

ABSTRACT We use a new interdisciplinary approach to study the UV surface habitability of Proxima b under quiescent and flaring stellar conditions. We assumed planetary atmospheric compositions based on CO2 and N2 and surface pressures from 100 to 5000 mbar. Our results show that the combination of these atmospheric compositions and pressures provide enough shielding from the most damaging UV wavelengths, expanding the 'UV-protective' planetary atmospheric compositions beyond ozone. Additionally, we show that the UV radiation reaching the surface of Proxima b during quiescent conditions would be negligible from the biological point of view, even without an atmosphere. Given that high UV fluxes could challenge the existence of life, then, we experimentally tested the effect that flares would have on microorganisms in a 'worst case scenario' (no UV-shielding). Our results show the impact that a typical flare and a superflare would have on life: when microorganisms receive very high fluences of UVC, such as those expected to reach the surface of Proxima b after a typical flare or a superflare, a fraction of the population is able to survive. Our study suggests that life could cope with highly UV irradiated environments in exoplanets under conditions that cannot be found on Earth.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الملخص نستخدم نهجًا جديدًا متعدد التخصصات لدراسة قابلية سطح الأشعة فوق البنفسجية لـ Proxima b في ظل ظروف النجوم الهادئة والمتوهجة. افترضنا تركيبات الغلاف الجوي الكوكبي على أساس ثاني أكسيد الكربون و N2 والضغوط السطحية من 100 إلى 5000 مللي بار. تُظهر نتائجنا أن الجمع بين هذه التراكيب والضغوط الجوية يوفر حماية كافية من الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية الأكثر ضررًا، مما يوسع التراكيب الجوية الكوكبية "الواقية من الأشعة فوق البنفسجية" إلى ما بعد الأوزون. بالإضافة إلى ذلك، نظهر أن الأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى سطح بروكسيما ب خلال الظروف الهادئة ستكون ضئيلة من وجهة النظر البيولوجية، حتى بدون غلاف جوي. بالنظر إلى أن تدفقات الأشعة فوق البنفسجية العالية يمكن أن تتحدى وجود الحياة، فقد اختبرنا تجريبيًا تأثير التوهجات على الكائنات الحية الدقيقة في "سيناريو أسوأ الحالات" (عدم الحماية من الأشعة فوق البنفسجية). تُظهر نتائجنا التأثير الذي سيحدثه التوهج النموذجي والتوهج الفائق على الحياة: عندما تتلقى الكائنات الحية الدقيقة انسيابات عالية جدًا من الأشعة فوق البنفسجية، مثل تلك التي من المتوقع أن تصل إلى سطح بروكسيما ب بعد التوهج النموذجي أو التوهج الفائق، فإن جزءًا صغيرًا من السكان قادر على البقاء على قيد الحياة. تشير دراستنا إلى أن الحياة يمكن أن تتعامل مع البيئات شديدة الإشعاع بالأشعة فوق البنفسجية في الكواكب الخارجية في ظل ظروف لا يمكن العثور عليها على الأرض.

Translated Description (French)

RÉSUMÉ Nous utilisons une nouvelle approche interdisciplinaire pour étudier l'habitabilité de la surface UV de Proxima b dans des conditions stellaires de repos et d'évasement. Nous avons supposé des compositions atmosphériques planétaires basées sur le CO2 et le N2 et des pressions de surface de 100 à 5000 mbar. Nos résultats montrent que la combinaison de ces compositions et pressions atmosphériques fournit une protection suffisante contre les longueurs d'onde UV les plus dommageables, étendant les compositions atmosphériques planétaires « protectrices des UV » au-delà de l'ozone. De plus, nous montrons que le rayonnement UV atteignant la surface de Proxima b dans des conditions de repos serait négligeable du point de vue biologique, même sans atmosphère. Étant donné que des flux UV élevés pourraient remettre en question l'existence de la vie, nous avons testé expérimentalement l'effet que les éruptions auraient sur les micro-organismes dans le « pire des cas » (pas de protection contre les UV). Nos résultats montrent l'impact qu'une éruption typique et une super éruption auraient sur la vie : lorsque les micro-organismes reçoivent de très fortes fluences d'UVC, comme celles attendues pour atteindre la surface de Proxima b après une éruption typique ou une super éruption, une fraction de la population est capable de survivre. Notre étude suggère que la vie pourrait faire face à des environnements fortement irradiés par les UV dans des exoplanètes dans des conditions qui ne peuvent pas être trouvées sur Terre.

Translated Description (Spanish)

RESUMEN Utilizamos un nuevo enfoque interdisciplinario para estudiar la habitabilidad de la superficie UV de Próxima b en condiciones estelares quiescentes y fulgurantes. Asumimos composiciones atmosféricas planetarias basadas en CO2 y N2 y presiones superficiales de 100 a 5000 mbar. Nuestros resultados muestran que la combinación de estas composiciones y presiones atmosféricas proporciona suficiente protección contra las longitudes de onda UV más dañinas, expandiendo las composiciones atmosféricas planetarias "protectoras de UV" más allá del ozono. Además, mostramos que la radiación UV que llega a la superficie de Próxima b en condiciones de reposo sería insignificante desde el punto de vista biológico, incluso sin atmósfera. Dado que los altos flujos UV podrían desafiar la existencia de vida, entonces, probamos experimentalmente el efecto que las llamaradas tendrían sobre los microorganismos en el "peor de los casos" (sin protección UV). Nuestros resultados muestran el impacto que una llamarada típica y una superllamarada tendrían en la vida: cuando los microorganismos reciben fluencias muy altas de UVC, como las que se espera que alcancen la superficie de Próxima b después de una llamarada típica o una superllamarada, una fracción de la población es capaz de sobrevivir. Nuestro estudio sugiere que la vida podría hacer frente a entornos altamente irradiados con rayos UV en exoplanetas en condiciones que no se pueden encontrar en la Tierra.

Files

slaa037.pdf.pdf

Files (93 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
93 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
قابلية سطح الأشعة فوق البنفسجية لـ Proxima b: تكشف التجارب الأولى عن احتمال بقاء التوهجات النجمية على قيد الحياة
Translated title (French)
L'habitabilité de la surface UV de Proxima b : premières expériences révélant la survie probable de la vie aux éruptions stellaires
Translated title (Spanish)
La habitabilidad de la superficie UV de Proxima b: primeros experimentos que revelan la probable supervivencia de la vida a las llamaradas estelares

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3008242291
DOI
10.1093/mnrasl/slaa037

Is supplement to
https://openalex.org/W834146574 (Other)
https://openalex.org/W4309327394 (Other)
https://openalex.org/W4230286584 (Other)
https://openalex.org/W3041523506 (Other)
https://openalex.org/W2914776580 (Other)
https://openalex.org/W2422413659 (Other)
https://openalex.org/W238360319 (Other)
https://openalex.org/W2014236338 (Other)
https://openalex.org/W1992974633 (Other)
https://openalex.org/W1813515809 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1600373526
  • https://openalex.org/W1675403688
  • https://openalex.org/W1916304832
  • https://openalex.org/W2003273168
  • https://openalex.org/W2008204734
  • https://openalex.org/W2012611880
  • https://openalex.org/W2028039736
  • https://openalex.org/W2035787705
  • https://openalex.org/W2040655268
  • https://openalex.org/W2045775784
  • https://openalex.org/W2061976453
  • https://openalex.org/W2066445604
  • https://openalex.org/W2067818744
  • https://openalex.org/W2081543727
  • https://openalex.org/W2098066738
  • https://openalex.org/W2101819287
  • https://openalex.org/W2129126460
  • https://openalex.org/W2149860244
  • https://openalex.org/W2150270444
  • https://openalex.org/W2157805129
  • https://openalex.org/W2508168437
  • https://openalex.org/W2509245548
  • https://openalex.org/W2592925911
  • https://openalex.org/W2736399476
  • https://openalex.org/W2747824225
  • https://openalex.org/W2748082807
  • https://openalex.org/W2765225798
  • https://openalex.org/W2793099074
  • https://openalex.org/W2929308810
  • https://openalex.org/W3098565679
  • https://openalex.org/W3099907281
  • https://openalex.org/W3100225975
  • https://openalex.org/W3102507085
  • https://openalex.org/W3103403869
  • https://openalex.org/W3104895442
  • https://openalex.org/W4213353716