De violentes explosions de gaz bouillonnant provenant de jeunes naines rouges peuvent rendre les conditions inhabitables sur les planètes naissantes. Dans le rendu de cet artiste, un actif, une jeune naine rouge (à droite) enlève l'atmosphère d'une planète en orbite (à gauche). Les astronomes de l'ASU ont découvert que les éruptions des plus jeunes naines rouges qu'ils ont étudiées - environ 40 millions d'années - sont 100 à 1000 fois plus énergétiques que lorsque les étoiles sont plus âgées. Ils ont également détecté l'une des éruptions stellaires les plus intenses jamais observées dans la lumière ultraviolette - plus énergétique que l'éruption la plus puissante jamais enregistrée depuis notre Soleil. Crédit :NASA, ESA, et D. Joueur (STScI)
De nouvelles observations de deux astronomes de l'Université d'État de l'Arizona à l'aide du télescope spatial Hubble ont capturé une étoile naine rouge dans une violente explosion, ou superflare. L'explosion de rayonnement était plus puissante qu'une telle explosion jamais détectée depuis le Soleil, et affecterait probablement l'habilitabilité de toutes les planètes en orbite.
De plus, disent les astronomes, ces superflares semblent plus fréquentes chez les jeunes naines rouges, qui éclatent 100 à 1000 fois plus puissamment qu'ils ne le feront en vieillissant.
La superflare a été détectée dans le cadre d'un programme d'observation du télescope spatial Hubble baptisé HAZMAT, qui signifie « Zones habitables et activité naine M à travers le temps ». Le programme étudie les naines rouges (également appelées naines M) à trois âges différents :jeunes, intermédiaire, et vieux - et les observe en lumière ultraviolette, où ils montrent le plus d'activité.
"Les étoiles naines rouges sont les plus petites, Le plus commun, et les étoiles les plus anciennes de la galaxie, " dit Evgenya Shkolnik, professeur adjoint à l'École d'exploration de la Terre et de l'espace de l'ASU et chercheur principal du programme HAZMAT. "En outre, nous pensons que la plupart des étoiles naines rouges ont des systèmes de planètes en orbite."
L'orbite du télescope Hubble au-dessus de l'atmosphère terrestre montre clairement, vues sans entrave aux longueurs d'onde ultraviolettes. On pense que les éruptions sont alimentées par des champs magnétiques intenses qui sont enchevêtrés par les mouvements agités de l'atmosphère stellaire. Lorsque l'enchevêtrement devient trop intense, les champs se cassent et se reconnectent, libérant d'énormes quantités d'énergie.
Le chercheur postdoctoral de l'ASU, Parke Loyd, est le premier auteur de l'article (à paraître dans le Journal d'astrophysique ) qui rend compte des explosions stellaires.
Il dit, "Quand j'ai réalisé la quantité de lumière émise par la superflare, Je suis resté assis à regarder mon écran d'ordinateur pendant un certain temps en pensant, 'Ouah.'"
note Loyd, "La collecte de données sur les jeunes naines rouges a été particulièrement importante car nous soupçonnions que ces étoiles seraient assez indisciplinées dans leur jeunesse, c'est-à-dire les cent premiers millions d'années après leur formation."
Il ajoute, "La plupart des planètes potentiellement habitables de notre galaxie ont dû résister à des éruptions intenses comme celles que nous avons observées à un moment donné de leur vie. C'est une pensée qui donne à réfléchir."
Environnement rude pour les planètes
Environ les trois quarts des étoiles de notre galaxie de la Voie lactée sont des naines rouges. La plupart des planètes de la "zone habitable" de la galaxie - des planètes en orbite autour de leurs étoiles à une distance où les températures sont suffisamment modérées pour que de l'eau liquide existe à leur surface - sont en orbite autour de naines rouges. En réalité, l'étoile la plus proche de notre Soleil, une naine rouge nommée Proxima Centauri, a une planète de la taille de la Terre dans sa zone habitable.
Des observations avec le télescope spatial Hubble ont découvert une super éruption (ligne rouge) qui a provoqué une augmentation brutale de la luminosité d'une étoile naine rouge dans l'ultraviolet lointain d'un facteur de près de 200. Crédit :P.Loyd/ASU
Cependant, les naines rouges, en particulier les jeunes naines rouges, sont des étoiles actives, produisant des éruptions qui pourraient exploser tellement d'énergie qu'elles perturbent et éventuellement dépouillent l'atmosphère de ces planètes naissantes.
"Le but du programme HAZMAT est de comprendre l'habitabilité des planètes autour des étoiles de faible masse, " explique Shkolnik. " Ces étoiles de faible masse sont d'une importance cruciale pour comprendre les atmosphères planétaires. " Le rayonnement ultraviolet peut modifier la chimie de l'atmosphère d'une planète, ou potentiellement supprimer cette atmosphère.
Les observations rapportées dans le Journal d'astrophysique ont examiné la fréquence des poussées de 12 jeunes naines rouges (40 millions d'années) et ne représentent que la première partie du programme HAZMAT. Ces étoiles montrent que les jeunes étoiles de faible masse s'embrasent beaucoup plus fréquemment et plus énergiquement que les vieilles étoiles et les étoiles d'âge moyen comme notre Soleil, comme en témoigne la super éruption.
"Avec le Soleil, nous avons cent ans de bonnes observations, " dit Loyd. " Et à ce moment-là, nous en avons vu un, peut-être deux, fusées éclairantes qui ont une énergie approchant celle de la superflare."
Cependant, il dit, "En un peu moins d'une journée d'observations par Hubble de ces jeunes étoiles, nous avons attrapé le superflare. Cela signifie que nous observons des superflares qui se produisent tous les jours ou même quelques fois par jour. »
Des super-éruptions d'une telle fréquence et d'une telle intensité pourraient-elles baigner les jeunes planètes dans tellement de rayonnement ultraviolet qu'elles excluraient à jamais toute chance d'habitabilité ?
Selon Loyd, "Les fusées éclairantes comme celles que nous avons observées ont la capacité de dépouiller l'atmosphère d'une planète. Mais cela ne signifie pas nécessairement une catastrophe pour la vie sur la planète. Cela pourrait être une vie différente de celle que nous imaginons. Ou il pourrait y avoir d'autres processus qui pourrait reconstituer l'atmosphère de la planète. C'est certainement un environnement hostile, mais j'hésiterais à appeler cela un environnement stérile."
La prochaine partie de l'étude HAZMAT consistera à étudier les naines rouges d'âge intermédiaire qui ont 650 millions d'années. Ensuite, les naines rouges les plus anciennes seront analysées et comparées aux étoiles jeunes et intermédiaires pour comprendre l'évolution de l'environnement de rayonnement à haute énergie des planètes autour de ces étoiles de faible masse.
naines rouges, qui sont estimés à brûler aussi longtemps que mille milliards d'années, disposer d'un vaste laps de temps pour éventuellement héberger évolutif, planètes habitables.
"Ils ont juste beaucoup plus d'opportunités pour que la vie évolue, vu leur longévité, " dit Shkolnik. " Je ne pense pas que nous sachions avec certitude d'une manière ou d'une autre si les planètes en orbite autour des naines rouges sont habitables pour l'instant, mais je pense que le temps nous le dira."
Elle dit, « C'est formidable de vivre à une époque où nous avons la technologie pour répondre à ce genre de questions, plutôt que de simplement philosopher à leur sujet."
