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Le lunghe relazioni tra le stelle e i pianeti che le circondano, inclusi il Sole e la Terra, potrebbero essere ancora più complesse di quanto si pensasse in precedenza. Questa è una conclusione di un nuovo studio che coinvolge migliaia di stelle utilizzando l'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA.
Conducendo la più grande indagine mai realizzata sulle regioni di formazione stellare nei raggi X, un team di ricercatori ha aiutato a delineare il legame tra razzi molto potenti, o esplosioni, da giovani stelle, e l'impatto che potrebbero avere sui pianeti in orbita.
"Il nostro lavoro ci dice come il Sole potrebbe essersi comportato e aver influenzato la giovane Terra miliardi di anni fa, " ha detto Kostantin Getman della Pennsylvania State University di University Park, Pennsylvania, che ha condotto lo studio. "In alcuni modi, questa è la nostra storia di origine definitiva:come sono nati la Terra e il Sistema Solare".
Gli scienziati hanno esaminato i dati a raggi X di Chandra di oltre 24, 000 stelle in 40 diverse regioni in cui si stanno formando le stelle. Hanno catturato oltre un migliaio di stelle che hanno emesso bagliori di gran lunga più energetici del brillamento più potente mai osservato dagli astronomi moderni sul Sole, il "Solar Carrington Event" nel 1859. I brillamenti "super" sono almeno centomila volte più energetici dell'evento di Carrington e i brillamenti "mega" fino a 10 milioni di volte più energetici.
Questi potenti brillamenti osservati da Chandra in questo lavoro si verificano in tutte le regioni di formazione stellare e tra le giovani stelle di tutte le masse differenti, compresi quelli simili al Sole. Si vedono anche in tutte le diverse fasi dell'evoluzione delle giovani stelle, che vanno dai primi stadi in cui la stella è pesantemente immersa in polvere e gas e circondata da un grande disco di formazione di pianeti, a fasi successive in cui si sarebbero formati i pianeti e i dischi sarebbero scomparsi. Le stelle nello studio hanno età stimate inferiori a 5 milioni di anni, rispetto all'età del Sole di 4,5 miliardi di anni.
La Nebulosa Laguna, una delle regioni di formazione stellare nell'ultimo studio, è circa 4, 400 anni luce dalla Terra nella galassia della Via Lattea dove le stelle. Questo campo visivo mostra la porzione meridionale di una grande bolla di gas idrogeno, più un gruppo di giovani stelle. I raggi X di Chandra (viola) sono stati combinati con dati infrarossi (blu, oro, e bianco) sono stati combinati con i dati a infrarossi del telescopio spaziale Spitzer in questa immagine composita. Credito:raggi X:NASA/CXC/Penn State/K. Getman, et al; Infrarossi:NASA/JPL/Spitzer
Il team ha scoperto che si verificano diversi super-flare a settimana per ogni giovane star, media su tutto il campione, e circa due mega-flare ogni anno.
"Vogliamo sapere che tipo di impatto, buono e cattivo, hanno questi brillamenti sulle prime vite dei pianeti, " ha detto il co-autore Eric Feigelson, anche di Penn State. "Brazzi così potenti possono avere importanti implicazioni".
Negli ultimi due decenni, gli scienziati hanno sostenuto che questi bagliori giganti possono aiutare a "donare" i pianeti alle stelle ancora in formazione allontanando il gas dai dischi di materiale che li circondano. Questo può innescare la formazione di ciottoli e altro piccolo materiale roccioso che è un passaggio cruciale per la formazione dei pianeti.
D'altra parte, questi brillamenti possono "portare via" dai pianeti che si sono già formati facendo esplodere qualsiasi atmosfera con potenti radiazioni, possibilmente con conseguente loro completa evaporazione e distruzione in meno di 5 milioni di anni.
RCW 120 è un'altra regione di formazione stellare che faceva parte della nuova ricerca. È leggermente più lontano della Nebulosa Laguna a una distanza di circa 5, 500 anni luce. Questa vista di RCW 120, che ha le stesse lunghezze d'onda e colori del composito Lagoon, contiene una bolla in espansione di gas idrogeno, circa 13 anni luce di diametro. Questa struttura potrebbe trasportare materiale in un guscio denso e innescare la formazione di stelle. Credito:raggi X:NASA/CXC/Penn State/K. Getman, et al; Infrarossi:NASA/JPL/Spitzer
I ricercatori hanno anche eseguito una modellazione dettagliata di 55 super e mega razzi luminosi e hanno scoperto che la maggior parte di essi assomiglia a razzi di lunga durata visti sul Sole che producono "eiezioni di massa coronale, " potenti espulsioni di particelle cariche che possono danneggiare le atmosfere planetarie. L'evento Solar Carrington ha comportato una tale espulsione.
Questo lavoro è importante anche per comprendere i flare stessi. Il team ha scoperto che le proprietà dei razzi, come la loro luminosità e frequenza, sono gli stessi per le giovani stelle con e senza dischi formanti pianeti. Ciò implica che i brillamenti sono probabilmente simili a quelli visti sul Sole, con spire di campo magnetico aventi entrambe le impronte sulla superficie della stella, piuttosto che uno ancorato al disco e uno alla stella.
"Abbiamo scoperto che questi bagliori giganti sono come quelli del Sole, ma sono solo notevolmente ingranditi in energia e frequenza, e la dimensione dei loro circuiti magnetici, ", ha affermato il coautore Gordon Garmire dell'Huntingdon Institute for X-ray Astronomy di Huntingdon, Pennsylvania." Comprendere queste esplosioni stellari può aiutarci a capire i brillamenti più potenti e le espulsioni di massa coronale dal Sole."
