Le violente esplosioni di gas ribollente di giovani nane rosse possono rendere le condizioni inabitabili sui nuovi pianeti. Nella resa di questo artista, un attivo, la giovane nana rossa (a destra) sta strappando l'atmosfera da un pianeta in orbita (a sinistra). Gli astronomi dell'ASU hanno scoperto che i brillamenti delle nane rosse più giovani che hanno osservato - di circa 40 milioni di anni - sono da 100 a 1000 volte più energetici di quando le stelle sono più vecchie. Hanno anche rilevato uno dei brillamenti stellari più intensi mai osservati nella luce ultravioletta, più energico del brillamento più potente mai registrato dal nostro Sole. Credito:NASA, ESA, e D. Player (STScI)
Nuove osservazioni di due astronomi dell'Arizona State University utilizzando il telescopio spaziale Hubble hanno catturato una nana rossa in una violenta esplosione, o superflare. L'esplosione di radiazioni fu più potente di qualsiasi simile esplosione mai rilevata dal Sole, e probabilmente influenzerebbe l'abitabilità di tutti i pianeti in orbita attorno ad esso.
Inoltre, dicono gli astronomi, tali superflare appaiono più comuni nelle nane rosse più giovani, che eruttano da 100 a 1000 volte più potente di quando invecchieranno.
Il superflare è stato rilevato come parte di un programma di osservazione del telescopio spaziale Hubble chiamato HAZMAT, che sta per "Zone abitabili e M attività nana nel tempo". Il programma esamina le nane rosse (conosciute anche come nane M) in tre diverse età:giovani, intermedio, e vecchi, e li osserva alla luce ultravioletta, dove mostrano la maggior parte delle attività.
"Le stelle nane rosse sono le più piccole, più comune, e le stelle più longeve della galassia, "dice Evgenya Shkolnik, un assistente professore presso la School of Earth and Space Exploration dell'ASU e investigatore principale del programma HAZMAT. "Inoltre, pensiamo che la maggior parte delle stelle nane rosse abbia sistemi di pianeti che le orbitano intorno".
L'orbita del telescopio Hubble sopra l'atmosfera terrestre lo dice chiaramente, viste senza ostacoli alle lunghezze d'onda dell'ultravioletto. Si ritiene che i bagliori siano alimentati da intensi campi magnetici che vengono aggrovigliati dai movimenti turbolenti dell'atmosfera stellare. Quando il groviglio diventa troppo intenso, i campi si rompono e si riconnettono, sprigionando enormi quantità di energia.
Il ricercatore postdottorato ASU Parke Loyd è il primo autore del documento (che sarà pubblicato nel Giornale Astrofisico ) che riporta le esplosioni stellari.
Lui dice, "Quando ho realizzato l'enorme quantità di luce emessa dal superflare, Sono rimasto seduto a guardare lo schermo del mio computer per un po' di tempo pensando, 'Wow.'"
note di Loyd, "La raccolta di dati sulle giovani nane rosse è stata particolarmente importante perché sospettavamo che queste stelle sarebbero state piuttosto indisciplinate nella loro giovinezza, che sono i primi cento milioni di anni circa dopo che si sono formati."
Aggiunge, "La maggior parte dei pianeti potenzialmente abitabili nella nostra galassia ha dovuto resistere a razzi intensi come quelli che abbiamo osservato ad un certo punto della loro vita. Questo è un pensiero che fa riflettere".
Ambiente aspro per i pianeti
Circa tre quarti delle stelle nella nostra galassia della Via Lattea sono nane rosse. La maggior parte dei pianeti della "zona abitabile" della galassia, pianeti che orbitano attorno alle loro stelle a una distanza in cui le temperature sono abbastanza moderate da consentire l'esistenza di acqua liquida sulla loro superficie, orbitano attorno a nane rosse. Infatti, la stella più vicina al nostro Sole, una nana rossa di nome Proxima Centauri, ha un pianeta delle dimensioni della Terra nella sua zona abitabile.
Le osservazioni con il telescopio spaziale Hubble hanno scoperto un superflare (linea rossa) che ha causato un brusco aumento della luminosità di una stella nana rossa nel lontano ultravioletto di un fattore di quasi 200. Credito:P.Loyd/ASU
Però, le nane rosse, specialmente le giovani nane rosse, sono stelle attive, producendo bagliori che potrebbero far esplodere così tanta energia da distruggere e possibilmente spogliare le atmosfere di questi pianeti nascenti.
"L'obiettivo del programma HAZMAT è comprendere l'abitabilità dei pianeti attorno a stelle di piccola massa, " spiega Shkolnik. "Queste stelle di piccola massa sono di fondamentale importanza per comprendere le atmosfere planetarie." La radiazione ultravioletta può modificare la chimica nell'atmosfera di un pianeta, o potenzialmente rimuovere quell'atmosfera.
Le osservazioni riportate nel Giornale Astrofisico hanno esaminato la frequenza dei bagliori di 12 nane rosse giovani (40 milioni di anni) e rappresentano solo la prima parte del programma HAZMAT. Queste stelle mostrano che le giovani stelle di piccola massa brillano molto più frequentemente e con maggiore energia rispetto alle vecchie stelle e alle stelle di mezza età come il nostro Sole, come evidenziato dal superflare.
"Con il Sole, abbiamo cento anni di buone osservazioni, " dice Loyd. "E in quel momento, ne abbiamo visto uno, forse due, razzi che hanno un'energia che si avvicina a quella del superflare."
Però, lui dice, "In poco meno di un giorno di osservazioni Hubble di queste giovani stelle, abbiamo colto il superflare. Ciò significa che stiamo osservando i superflare che si verificano ogni giorno o anche poche volte al giorno".
Potrebbero superflare di tale frequenza e intensità bagnare i giovani pianeti in così tante radiazioni ultraviolette da escludere per sempre ogni possibilità di abitabilità?
Secondo Loyd, "I brillamenti come abbiamo osservato hanno la capacità di strappare via l'atmosfera da un pianeta. Ma questo non significa necessariamente rovina e oscurità per la vita sul pianeta. Potrebbe essere una vita diversa da quella che immaginiamo. O potrebbero esserci altri processi che potrebbe ricostituire l'atmosfera del pianeta. È certamente un ambiente duro, ma esiterei a definirlo un ambiente sterile."
La prossima parte dello studio HAZMAT sarà studiare le nane rosse di età intermedia che hanno 650 milioni di anni. Quindi le nane rosse più antiche verranno analizzate e confrontate con le stelle giovani e intermedie per comprendere l'evoluzione dell'ambiente ad alta radiazione energetica per i pianeti attorno a queste stelle di piccola massa.
nane rosse, che si stima bruceranno fino a un trilione di anni, avere un vasto lasso di tempo a disposizione per ospitare eventualmente in evoluzione, pianeti abitabili.
"Hanno solo molte più opportunità per far evolvere la vita, data la loro longevità, " dice Shkolnik. "Non credo che sappiamo con certezza in un modo o nell'altro se i pianeti che orbitano intorno alle nane rosse siano ancora abitabili, ma penso che il tempo lo dirà".
Lei dice, "È fantastico che viviamo in un'epoca in cui abbiamo la tecnologia per rispondere effettivamente a questo tipo di domande, piuttosto che limitarsi a filosofare su di loro."
