De nouvelles recherches menées par la NASA permettent d'examiner de plus près une étoile proche qui ressemblerait à notre jeune soleil. Les travaux permettent aux scientifiques de mieux comprendre à quoi ressemblait notre soleil quand il était jeune, et comment il a pu façonner l'atmosphère de notre planète et le développement de la vie sur Terre.

Beaucoup de gens rêvent de rencontrer une version plus jeune d'eux-mêmes pour échanger des conseils, identifier les origines de leurs traits caractéristiques, et partager des espoirs pour l'avenir. A 4,65 milliards d'années, notre soleil est une étoile d'âge moyen. Les scientifiques sont souvent curieux de savoir exactement quelles propriétés ont permis à notre soleil, dans sa jeunesse, pour soutenir la vie sur la Terre voisine.

Sans une machine à remonter le temps pour transporter les scientifiques des milliards d'années en arrière, retracer les premières activités de notre étoile peut sembler un exploit impossible. Heureusement, dans la galaxie de la Voie lactée - la lueur, segment en spirale de l'univers où se trouve notre système solaire - il y a plus de 100 milliards d'étoiles. Un sur dix partage des caractéristiques avec notre soleil, et beaucoup en sont aux premiers stades de développement.

"Imaginez que je veuille reproduire une photo de bébé d'un adulte lorsqu'il avait un ou deux ans, et toutes leurs photos ont été effacées ou perdues. Je regarderais une photo d'eux maintenant, et les photos de leurs proches de cet âge, et de là, reconstituer leurs photos de bébé, " dit Vladimir Airapetian, astrophysicien principal à la division d'héliophysique du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, et premier auteur de la nouvelle étude. "C'est le genre de processus que nous suivons ici - en regardant les caractéristiques d'une jeune étoile similaire à la nôtre, pour mieux comprendre à quoi ressemblait notre propre star dans sa jeunesse, et ce qui lui a permis de favoriser la vie sur l'une de ses planètes voisines."

Kappa 1 Ceti est l'un de ces analogues solaires. L'étoile est située à environ 30 années-lumière (en termes d'espace, c'est comme un voisin qui habite dans la rue d'à côté) et dont l'âge est estimé entre 600 et 750 millions d'années, à peu près au même âge que notre soleil quand la vie s'est développée sur Terre. Il a également une masse et une température de surface similaires à notre soleil, a déclaré le deuxième auteur de l'étude, Meng Jin, héliophysicien au SETI Institute et au Lockheed Martin Solar and Astrophysics Laboratory en Californie. Tous ces facteurs font de Kappa 1 Ceti un "jumeau" de notre jeune soleil à l'époque où la vie est apparue sur Terre, et une cible importante pour l'étude.

Airapetien, Jin, et plusieurs collègues ont adapté un modèle solaire existant pour prédire certains des plus importants de Kappa 1 Ceti, pourtant difficile à mesurer, caractéristiques. Le modèle repose sur les données d'entrée de diverses missions spatiales, notamment le télescope spatial NASA/ESA Hubble, Le satellite Transiting Exoplanet Survey de la NASA et les missions NICER, et XMM-Newton de l'ESA. L'équipe a publié son étude aujourd'hui dans le Journal d'astrophysique .

Puissance des étoiles

Comme les tout-petits humains, Les étoiles des tout-petits sont connues pour leurs hauts éclats d'énergie et d'activité. Pour les étoiles, une façon dont cette énergie accumulée est libérée est sous la forme d'un vent stellaire.

Vents stellaires, comme les étoiles elles-mêmes, sont principalement constitués d'un gaz super chaud appelé plasma, créé lorsque les particules d'un gaz se sont divisées en ions chargés positivement et en électrons chargés négativement. Le plasma le plus énergétique, à l'aide du champ magnétique d'une étoile, peut décoller de la partie la plus externe et la plus chaude de l'atmosphère d'une étoile, la couronne, dans une éruption, ou couler plus régulièrement vers les planètes voisines sous forme de vent stellaire. "Le vent stellaire s'écoule continuellement d'une étoile vers ses planètes voisines, influençant l'environnement de ces planètes, " dit Jin.

Les étoiles plus jeunes ont tendance à générer plus de chaleur, des vents stellaires plus vigoureux et des éruptions de plasma plus puissantes que les étoiles plus anciennes. De telles explosions peuvent affecter l'atmosphère et la chimie des planètes voisines, et peut-être même catalyser le développement de matière organique - les éléments constitutifs de la vie - sur ces planètes.

Le vent stellaire peut avoir un impact significatif sur les planètes à n'importe quel stade de la vie. Mais le fort, les vents stellaires très denses des jeunes étoiles peuvent comprimer les boucliers magnétiques protecteurs des planètes environnantes, les rendant encore plus sensibles aux effets des particules chargées.

Notre soleil en est un parfait exemple. Par rapport à maintenant, dans sa petite enfance, notre soleil a probablement tourné trois fois plus vite, avait un champ magnétique plus fort, et a tiré un rayonnement et des particules de haute énergie plus intenses. Ces jours, pour les spectateurs chanceux, l'impact de ces particules est parfois visible près des pôles de la planète sous forme d'aurore, ou les aurores boréales et australes. Airapetian dit qu'il y a 4 milliards d'années, vu l'impact du vent de notre soleil à cette époque, ces énormes lumières étaient probablement souvent visibles de beaucoup plus d'endroits à travers le monde.

Ce niveau élevé d'activité dans la naissance de notre soleil a peut-être repoussé la magnétosphère protectrice de la Terre, et a fourni la planète - pas assez proche pour être incendiée comme Vénus, ni assez éloigné pour être négligé comme Mars - avec la bonne chimie atmosphérique pour la formation de molécules biologiques.

Des processus similaires pourraient se dérouler dans les systèmes stellaires de notre galaxie et de notre univers.

"C'est mon rêve de trouver une exoplanète rocheuse à l'étape où se trouvait notre planète il y a plus de 4 milliards d'années, étant façonné par ses petits, star active et presque prête à accueillir la vie, " a déclaré Airapetian. " Comprendre à quoi ressemblait notre soleil au moment où la vie commençait à se développer sur Terre nous aidera à affiner notre recherche d'étoiles avec des exoplanètes qui pourraient éventuellement abriter la vie. "

Un jumeau solaire

Bien que les analogues solaires puissent aider à résoudre l'un des défis de jeter un coup d'œil dans le passé du soleil, le temps n'est pas le seul facteur de complication dans l'étude de notre jeune soleil. Il y a aussi la distance.

Nous avons des instruments capables de mesurer avec précision le vent stellaire de notre propre soleil, appelé le vent solaire. Cependant, il n'est pas encore possible d'observer directement le vent stellaire des autres étoiles de notre galaxie, comme Kappa 1 Ceti, car ils sont trop loin.

Lorsque les scientifiques souhaitent étudier un événement ou un phénomène qu'ils ne peuvent pas observer directement, la modélisation scientifique peut aider à combler les lacunes. Les modèles sont des représentations ou des prédictions d'un objet d'étude, construit sur des données scientifiques existantes. Alors que les scientifiques ont déjà modélisé le vent stellaire de cette étoile, Airapetian a dit, ils ont utilisé des hypothèses plus simplifiées.

La base du nouveau modèle de Kappa 1 Ceti par Airapetian, Jin, et ses collègues est le modèle solaire d'onde d'Alfvén, qui fait partie du cadre de modélisation de la météo spatiale développé par l'Université du Michigan. Le modèle fonctionne en entrant des informations connues sur une étoile, y compris ses données de champ magnétique et de ligne d'émission ultraviolette, pour prédire l'activité du vent stellaire. Lorsque le modèle a été testé sur notre soleil, il a été validé et vérifié par rapport aux données observées pour vérifier que ses prédictions sont exactes.