De violentes explosions de gaz bouillonnant provenant de jeunes étoiles 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 scientifiques ont découvert que les éruptions des plus jeunes naines rouges qu'ils ont étudiées - environ 40 millions d'années - sont de 100 à 1, 000 fois plus énergique que lorsque les étoiles sont plus vieilles. 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. Player (STScI)
Le mot « HAZMAT » désigne les substances qui présentent un risque pour l'environnement, ou même à la vie elle-même. Imaginez le terme appliqué à des planètes entières, où les éruptions violentes de l'étoile hôte peuvent rendre les mondes inhabitables en affectant leurs atmosphères.
Le télescope spatial Hubble de la NASA observe ces étoiles grâce à un vaste programme appelé HAZMAT—Zones habitables et activité naine M à travers le temps.
"M nain" est le terme astronomique pour une étoile naine rouge, la plus petite, le type d'étoile le plus abondant et à la durée de vie la plus longue de notre galaxie. Le programme HAZMAT est un relevé ultraviolet de naines rouges à trois âges différents :jeunes, intermédiaire, et vieux.
Les éruptions stellaires des naines rouges sont particulièrement brillantes dans les longueurs d'onde ultraviolettes, par rapport aux étoiles semblables au Soleil. La sensibilité aux ultraviolets de Hubble rend le télescope très précieux pour observer ces éruptions. 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.
L'équipe a découvert que les fusées éclairantes des plus jeunes naines rouges qu'elles ont étudiées, âgées d'environ 40 millions d'années, sont de 100 à 1, 000 fois plus énergique que lorsque les étoiles sont plus vieilles. Ce jeune âge correspond au moment où les planètes terrestres se forment autour de leurs étoiles.
Environ les trois quarts des étoiles de notre galaxie 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 probablement 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.
Cependant, les jeunes naines rouges sont des étoiles actives, produisant des éruptions ultraviolettes qui projettent tellement d'énergie qu'elles pourraient influencer la chimie atmosphérique et éventuellement dépouiller les atmosphères de ces planètes naissantes.
"Le but du programme HAZMAT est d'aider à comprendre l'habitabilité des planètes autour des étoiles de faible masse, " a expliqué Evgenya Shkolnik de l'Arizona State University, chercheur principal du programme. "Ces étoiles de faible masse sont d'une importance cruciale pour comprendre les atmosphères planétaires."
Les résultats de la première partie de ce programme Hubble sont en cours de publication dans The Astrophysical Journal. Cette étude examine la fréquence des poussées de 12 jeunes naines rouges. « Obtenir ces données sur les jeunes étoiles a été particulièrement important, parce que la différence dans leur activité d'éruption est assez grande par rapport aux étoiles plus anciennes, " a déclaré Parke Loyd de l'Université d'État de l'Arizona, le premier auteur de cet article.
Le programme d'observation a détecté l'une des éruptions stellaires les plus intenses jamais observées en lumière ultraviolette. Surnommé le "Hazflare, " cet événement était plus énergique que la plus puissante éruption de notre Soleil jamais enregistrée.
"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 du Hazflare. En un peu moins d'une journée d'observations par Hubble de ces jeunes étoiles, nous avons attrapé le Hazflare, ce qui 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 condamnent à jamais les chances 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 dire que c'est 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 ultraviolet des planètes de faible masse autour de ces étoiles de faible masse.
