Crédit :CC0 Domaine public
Les longues relations entre les étoiles et les planètes qui les entourent, y compris le Soleil et la Terre, peuvent être encore plus complexes qu'on ne le pensait auparavant. C'est l'une des conclusions d'une nouvelle étude impliquant des milliers d'étoiles à l'aide de l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA.
En menant la plus grande enquête jamais réalisée sur les régions de formation d'étoiles en rayons X, une équipe de chercheurs a permis d'esquisser le lien entre des fusées éclairantes très puissantes, ou des explosions, de jeunes étoiles, et l'impact qu'elles pourraient avoir sur les planètes en orbite.
"Notre travail nous dit comment le Soleil a pu se comporter et affecter la jeune Terre il y a des milliards d'années, " a déclaré Kostantin Getman de la Pennsylvania State University à University Park, Pennsylvanie, qui a dirigé l'étude. "À certains égards, c'est notre histoire d'origine ultime :comment la Terre et le système solaire sont apparus."
Les scientifiques ont examiné les données radiographiques de Chandra de plus de 24, 000 étoiles dans 40 régions différentes où les étoiles se forment. Ils ont capturé plus d'un millier d'étoiles qui ont émis des éruptions beaucoup plus énergétiques que l'éruption la plus puissante jamais observée par les astronomes modernes sur le Soleil, le "Solar Carrington Event" en 1859. Les "super" éruptions sont au moins cent mille fois plus énergétiques que l'événement Carrington et les "méga" éruptions jusqu'à 10 millions de fois plus énergétiques.
Ces puissantes éruptions observées par Chandra dans ce travail se produisent dans toutes les régions de formation d'étoiles et parmi les jeunes étoiles de toutes les masses différentes, y compris ceux semblables au Soleil. On les voit également à toutes les étapes de l'évolution des jeunes étoiles, allant des premiers stades lorsque l'étoile est fortement incrustée dans la poussière et le gaz et entourée d'un grand disque formant une planète, à des stades ultérieurs où les planètes se seraient formées et les disques auraient disparu. Les étoiles de l'étude ont des âges estimés à moins de 5 millions d'années, par rapport à l'âge du Soleil de 4,5 milliards d'années.
La nébuleuse de la lagune, l'une des régions de formation d'étoiles dans la dernière étude, est d'environ 4, 400 années-lumière de la Terre dans la galaxie de la Voie Lactée où les étoiles. Ce champ de vision montre la partie sud d'une grande bulle d'hydrogène gazeux, plus un amas de jeunes étoiles. Les rayons X de Chandra (violet) ont été combinés avec des données infrarouges (bleu, or, et blanc) ont été combinés avec des données infrarouges du télescope spatial Spitzer dans cette image composite. Crédit :Rayons X :NASA/CXC/Penn State/K. Getman, et al; Infrarouge :NASA/JPL/Spitzer
L'équipe a découvert que plusieurs super-éruptions se produisent par semaine pour chaque jeune étoile, moyenné sur l'ensemble de l'échantillon, et environ deux méga-éruptions chaque année.
"Nous voulons savoir quels types d'impact - bon et mauvais - ces éruptions ont sur les premières vies des planètes, " a déclaré le co-auteur Eric Feigelson, aussi de Penn State. "Des fusées aussi puissantes peuvent avoir des implications majeures."
Au cours des deux dernières décennies, les scientifiques ont soutenu que ces éruptions géantes peuvent aider à "donner" des planètes à des étoiles encore en formation en éloignant le gaz des disques de matière qui les entourent. Cela peut déclencher la formation de cailloux et d'autres petits matériaux rocheux qui sont une étape cruciale pour la formation des planètes.
D'autre part, ces éruptions peuvent " emporter " des planètes qui se sont déjà formées en faisant exploser toute atmosphère avec un rayonnement puissant, entraînant peut-être leur évaporation complète et leur destruction en moins de 5 millions d'années.
RCW 120 est une autre région de formation d'étoiles qui faisait partie de la nouvelle recherche. Elle est légèrement plus éloignée que la nébuleuse de la Lagune à une distance d'environ 5, 500 années-lumière. Cette vue du RCW 120, qui a les mêmes longueurs d'onde et couleurs que le composite Lagoon, contient une bulle en expansion d'hydrogène gazeux, environ 13 années-lumière de diamètre. Cette structure peut balayer la matière dans une coquille dense et déclencher la formation d'étoiles. Crédit :Rayons X :NASA/CXC/Penn State/K. Getman, et al; Infrarouge :NASA/JPL/Spitzer
Les chercheurs ont également effectué une modélisation détaillée de 55 super et méga-éruptions lumineuses et ont découvert que la plupart d'entre elles ressemblent à des éruptions de longue durée observées sur le Soleil qui produisent « des éjections de masse coronale, " de puissantes éjections de particules chargées qui peuvent endommager les atmosphères planétaires. L'événement Solar Carrington a impliqué une telle éjection.
Ce travail est également important pour comprendre les éruptions elles-mêmes. L'équipe a découvert que les propriétés des fusées éclairantes, tels que leur luminosité et leur fréquence, sont les mêmes pour les jeunes étoiles avec et sans disques formant des planètes. Cela implique que les éruptions sont probablement similaires à celles observées sur le Soleil, avec des boucles de champ magnétique ayant les deux empreintes sur la surface de l'étoile, plutôt qu'un ancré au disque et un à l'étoile.
"Nous avons découvert que ces éruptions géantes ressemblent à celles du Soleil mais sont simplement considérablement amplifiées en énergie et en fréquence, et la taille de leurs boucles magnétiques, " a déclaré le co-auteur Gordon Garmire du Huntingdon Institute for X-ray Astronomy à Huntingdon, Pennsylvanie." Comprendre ces explosions stellaires peut nous aider à comprendre les éruptions les plus puissantes et les éjections de masse coronale du Soleil. "
