Sebbene violento e imprevedibile, i brillamenti stellari emessi dalla stella ospite di un pianeta non impediscono necessariamente la formazione della vita, secondo un nuovo studio della Northwestern University.

Emesso dalle stelle, i brillamenti stellari sono lampi improvvisi di immagini magnetiche. Sulla terra, i bagliori del sole a volte danneggiano i satelliti e interrompono le comunicazioni radio. Altrove nell'universo, i robusti brillamenti stellari hanno anche la capacità di esaurire e distruggere i gas atmosferici, come l'ozono. Senza l'ozono, livelli dannosi di radiazioni ultraviolette (UV) possono penetrare nell'atmosfera di un pianeta, diminuendo così le sue possibilità di ospitare la vita in superficie.

Combinando la chimica atmosferica 3D e la modellazione del clima con i dati di flare osservati da stelle lontane, un team guidato dalla Northwestern ha scoperto che i brillamenti stellari potrebbero svolgere un ruolo importante nell'evoluzione a lungo termine dell'atmosfera e dell'abitabilità di un pianeta.

"Abbiamo confrontato la chimica atmosferica dei pianeti che sperimentano frequenti brillamenti con i pianeti che non presentano brillamenti. La chimica atmosferica a lungo termine è molto diversa, ", ha detto Howard Chen della Northwestern, primo autore dello studio. "I brillamenti continui in realtà guidano la composizione atmosferica di un pianeta in un nuovo equilibrio chimico".

"Abbiamo scoperto che i brillamenti stellari potrebbero non precludere l'esistenza della vita, " ha aggiunto Daniel Horton, l'autore senior dello studio. "In alcuni casi, il flaring non erode tutto l'ozono atmosferico. La vita di superficie potrebbe ancora avere una possibilità di combattere".

Lo studio sarà pubblicato il 21 dicembre sulla rivista Astronomia della natura . È uno sforzo congiunto tra i ricercatori della Northwestern, Università del Colorado a Boulder, Università di Chicago, Massachusetts Institute of Technology e NASA Nexus for Exoplanet System Science (NExSS).

Horton è un assistente professore di scienze della Terra e planetarie al Weinberg College of Arts and Sciences della Northwestern. Chen è un dottorato di ricerca. candidato nel gruppo di ricerca sui cambiamenti climatici di Horton e futuro investigatore della NASA.

Importanza dei bagliori

Tutte le stelle, compreso il nostro stesso sole, brillano, o rilasciare casualmente energia immagazzinata. Fortunatamente per i terrestri, i brillamenti del sole in genere hanno un impatto minimo sul pianeta.

"Il nostro sole è più un gigante buono, " disse Allison Youngblood, un astronomo dell'Università del Colorado e coautore dello studio. "È più vecchio e non attivo come le stelle più giovani e più piccole. Anche la Terra ha un forte campo magnetico, che devia i venti dannosi del sole."

Sfortunatamente, la maggior parte degli esopianeti potenzialmente abitabili non è così fortunata. Affinché i pianeti possano ospitare potenzialmente la vita, devono essere abbastanza vicini a una stella che la loro acqua non si congeli, ma non così vicini da far evaporare l'acqua.

"Abbiamo studiato i pianeti in orbita all'interno delle zone abitabili delle stelle nane M e K, le stelle più comuni nell'universo, " Ha detto Horton. "Le zone abitabili intorno a queste stelle sono più strette perché le stelle sono più piccole e meno potenti delle stelle come il nostro sole. Il rovescio della medaglia, Si pensa che le stelle nane M e K abbiano un'attività di flaring più frequente del nostro sole, ed è improbabile che i loro pianeti bloccati dalle maree abbiano campi magnetici che aiutano a deviare i loro venti stellari".

Chen e Horton hanno precedentemente condotto uno studio sulle medie climatiche a lungo termine dei sistemi stellari nani M. razzi, però, avvengono su scale temporali lunghe ore o giorni. Sebbene questi tempi brevi possano essere difficili da simulare, incorporare gli effetti dei brillamenti è importante per formare un quadro più completo delle atmosfere degli esopianeti. I ricercatori hanno raggiunto questo obiettivo incorporando i dati sui bagliori del Transiting Exoplanet Satellite Survey della NASA, lanciato nel 2018, nelle loro simulazioni di modelli.

Usare i razzi per rilevare la vita

Se c'è vita su questi esopianeti nani M e K, lavori precedenti ipotizzano che i brillamenti stellari potrebbero renderlo più facile da rilevare. Per esempio, i brillamenti stellari possono aumentare l'abbondanza di gas che indicano la vita (come il biossido di azoto, protossido di azoto e acido nitrico) da livelli impercettibili a livelli rilevabili.

"Gli eventi meteorologici spaziali sono generalmente visti come un danno all'abitabilità, " Ha detto Chen. "Ma il nostro studio mostra quantitativamente che alcune condizioni meteorologiche spaziali possono effettivamente aiutarci a rilevare le firme di gas importanti che potrebbero significare processi biologici".

Questo studio ha coinvolto ricercatori provenienti da una vasta gamma di background e competenze, compresi gli scienziati del clima, scienziati degli esopianeti, astronomi, teorici e osservatori.

"Questo progetto è stato il risultato di un fantastico lavoro di squadra collettivo, " ha detto Eric T. Wolf, uno scienziato planetario presso CU Boulder e coautore dello studio. "Il nostro lavoro mette in evidenza i vantaggi degli sforzi interdisciplinari quando si studiano le condizioni sui pianeti extrasolari".