Questa illustrazione mostra una stella nana rossa in orbita attorno a un ipotetico esopianeta. Le nane rosse tendono ad essere magneticamente attive, mostrando gigantesche protuberanze ad arco e una ricchezza di macchie solari scure. Le nane rosse eruttano anche con intensi bagliori che potrebbero spogliare l'atmosfera di un pianeta vicino nel tempo o rendere la superficie inospitale per la vita come la conosciamo. Credito:NASA, ESA e D. Player (STScI).
Le nane rosse sono le stelle più abbondanti nella Via Lattea, costituendo il 70% di tutte le stelle.
Ma la fisica dei loro interni non è ben compresa. Il calore viene generato nel nucleo e viaggia verso l'esterno verso la superficie, ma non è chiaro se tale processo avvenga tramite irraggiamento, convezione o una combinazione dei due. Il fattore chiave che determina se le nane rosse sono dominate dalle radiazioni o dalla convezione è l'opacità dell'idrogeno interno.
I ricercatori del Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) che utilizzano la National Ignition Facility, il laser più grande ed energico del mondo, stanno esplorando l'opacità dell'idrogeno sotto le pressioni estreme e le temperature relativamente basse che si trovano all'interno delle nane rosse. La ricerca appare sulla rivista Physics of Plasmas .
Le nane rosse sono stelle di massa molto piccola. Di conseguenza, hanno pressioni relativamente basse, una bassa velocità di fusione e una bassa temperatura. L'energia generata è il prodotto della fusione nucleare dell'idrogeno in elio attraverso il meccanismo della catena protone-protone (PP). Queste stelle emettono relativamente poca luce.
Nel loro articolo, scienziati e collaboratori dell'LLNL propongono un nuovo esperimento di implosione al NIF per misurare l'opacità dell'idrogeno denso dovuto all'assorbimento libero, ritenuto il meccanismo di assorbimento dominante per quell'ambiente. Per ottenere ciò, la velocità di implosione viene significativamente ridotta per ottenere temperature del plasma più fredde di quelle richieste per le reazioni di fusione a confinamento inerziale autosufficienti e l'idrogeno ad alta densità viene sondato mediante radiografia a raggi X.
Si pensa che le nane rosse più piccole siano completamente convettive. In questo caso, le reazioni di fusione nel nucleo sono permanentemente rifornite di idrogeno dagli strati esterni. In combinazione con le basse velocità di fusione dovute alle temperature interne relativamente basse, la convezione potrebbe consentire ad alcune nane rosse di durare trilioni di anni fino a quando tutto il combustibile a idrogeno non viene esaurito.
La struttura interna di una stella ha un forte impatto sull'attività della sua superficie. Il confine tra un nucleo radiativo e uno strato convettivo può portare a forti campi magnetici e un'atmosfera turbolenta, comprese esplosioni radiative e plasma che possono minacciare la vita sui pianeti vicini.
"Ma anche un piccolo nucleo radiativo può cambiare fortemente il comportamento e la sua esistenza dipende in modo cruciale dall'efficacia del trasporto di radiazioni nella materia altamente compressa", ha affermato il coautore di LLNL Tilo Doeppner. "Capire le proprietà radiative dei complessi plasmi all'interno di una stella ospite è fondamentale quando si giudica la possibilità che un esopianeta ospiti vita, specialmente per le nane rosse dove si pensa che la zona abitabile si trovi relativamente vicino alla stella stessa a causa della bassa superficie temperatura." + Esplora ulteriormente
