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    Gli scudi planetari si piegheranno sotto i venti stellari delle loro stelle morenti

    Quando il Sole si evolve per diventare una stella gigante rossa, la Terra può essere inghiottita dall'atmosfera della nostra stella, e con un vento solare molto più instabile, anche le magnetosfere resilienti e protettive dei giganti pianeti esterni possono essere strappate via. Credito:MSFC / NASA

    Qualsiasi forma di vita identificata su pianeti in orbita attorno a stelle nane bianche quasi certamente si è evoluta dopo la morte della stella, afferma un nuovo studio condotto dall'Università di Warwick che rivela le conseguenze dei venti stellari intensi e furiosi che colpiranno un pianeta mentre la sua stella sta morendo. La ricerca è pubblicata su Avvisi mensili della Royal Astronomical Society , e l'autore principale, il dott. Dimitri Veras, lo presenteranno oggi (21 luglio) al National Astronomy Meeting online (NAM 2021).

    La ricerca fornisce nuove informazioni agli astronomi alla ricerca di segni di vita intorno a queste stelle morte, esaminando l'impatto che i loro venti avranno sui pianeti in orbita durante la transizione della stella allo stadio di nana bianca. Lo studio conclude che è quasi impossibile per la vita sopravvivere a un'evoluzione stellare catastrofica a meno che il pianeta non abbia un campo magnetico intensamente forte, o magnetosfera, che possa proteggerlo dagli effetti peggiori.

    Nel caso della Terra, le particelle del vento solare possono erodere gli strati protettivi dell'atmosfera che proteggono gli esseri umani dalle dannose radiazioni ultraviolette. La magnetosfera terrestre agisce come uno scudo per deviare quelle particelle attraverso il suo campo magnetico. Non tutti i pianeti hanno una magnetosfera, ma quello della Terra è generato dal suo nucleo di ferro, che ruota come una dinamo per creare il suo campo magnetico.

    "Sappiamo che il vento solare in passato ha eroso l'atmosfera marziana, quale, a differenza della Terra, non ha una magnetosfera su larga scala. Quello che non ci aspettavamo di trovare è che il vento solare in futuro potrebbe essere altrettanto dannoso anche per quei pianeti che sono protetti da un campo magnetico", afferma la dott.ssa Aline Vidotto del Trinity College di Dublino, il coautore dello studio.

    Tutte le stelle alla fine esauriscono l'idrogeno disponibile che alimenta la fusione nucleare nei loro nuclei. Nel Sole il nucleo si contrarrà e si riscalderà, guidando un'enorme espansione dell'atmosfera esterna della stella in una "gigante rossa". Il Sole si estenderà quindi a un diametro di decine di milioni di chilometri, ingoiando i pianeti interni, possibilmente compresa la Terra. Allo stesso tempo la perdita di massa nella stella significa che ha un'attrazione gravitazionale più debole, quindi i pianeti rimanenti si allontanano ulteriormente.

    Durante la fase di gigante rossa, il vento solare sarà molto più forte di oggi, e oscillerà drammaticamente. Veras e Vidotto hanno modellato i venti di 11 diversi tipi di stelle, con masse che vanno da una a sette volte la massa del nostro Sole.

    Il loro modello ha dimostrato come la densità e la velocità del vento stellare, combinato con un'orbita planetaria in espansione, cospira alternativamente per ridurre ed espandere la magnetosfera di un pianeta nel tempo. Affinché qualsiasi pianeta mantenga la sua magnetosfera durante tutte le fasi dell'evoluzione stellare, il suo campo magnetico deve essere almeno cento volte più forte dell'attuale campo magnetico di Giove.

    Il processo di evoluzione stellare si traduce anche in uno spostamento nella zona abitabile di una stella, che è la distanza che consentirebbe a un pianeta di avere la giusta temperatura per supportare l'acqua liquida. Nel nostro sistema solare, la zona abitabile si sposterebbe da circa 150 milioni di km dal Sole, dove è attualmente posizionata la Terra, fino a 6 miliardi di km, o oltre Nettuno. Sebbene un pianeta in orbita cambierebbe anche posizione durante le fasi di ramificazione gigante, gli scienziati hanno scoperto che la zona abitabile si sposta verso l'esterno più rapidamente del pianeta, ponendo ulteriori sfide a qualsiasi vita esistente sperando di sopravvivere al processo.

    Alla fine la gigante rossa perde tutta la sua atmosfera esterna, lasciando dietro di sé il denso caldo residuo di nana bianca. Questi non emettono venti stellari, quindi una volta che la stella raggiunge questo stadio il pericolo per i pianeti sopravvissuti è passato.

    Il Dr. Veras afferma che "questo studio dimostra la difficoltà di un pianeta a mantenere la sua magnetosfera protettiva durante l'intera fase del ramo gigante dell'evoluzione stellare".

    "Una conclusione è che la vita su un pianeta nella zona abitabile intorno a una nana bianca si svilupperebbe quasi sicuramente durante la fase della nana bianca, a meno che quella vita non fosse in grado di resistere a molteplici cambiamenti estremi e improvvisi nel suo ambiente".

    Le future missioni come il James Webb Space Telescope, che dovrebbe essere lanciato entro la fine dell'anno, dovrebbero rivelare di più sui pianeti che orbitano attorno a stelle nane bianche, compreso se i pianeti all'interno delle loro zone abitabili mostrano biomarcatori che indicano la presenza di vita, quindi lo studio fornisce un contesto prezioso per qualsiasi potenziale scoperta.

    Finora non è stato trovato alcun pianeta terrestre in grado di supportare la vita attorno a una nana bianca, ma due noti giganti gassosi sono abbastanza vicini alla zona abitabile della loro stella da suggerire che un simile pianeta potrebbe esistere. Questi pianeti probabilmente si sono avvicinati alla nana bianca a causa delle interazioni con altri pianeti più lontani.

    Il Dr. Veras aggiunge che "questi esempi mostrano che i pianeti giganti possono avvicinarsi molto vicino alla zona abitabile. La zona abitabile per una nana bianca è molto vicina alla stella perché emettono molta meno luce di una stella simile al Sole. Tuttavia, le nane bianche sono anche stelle molto stabili in quanto non hanno venti. Un pianeta parcheggiato nella zona abitabile della nana bianca potrebbe rimanere lì per miliardi di anni, concedere il tempo per lo sviluppo della vita, purché le condizioni siano adatte".


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