Une étude montre que les superplanètes peuvent être moins nocives pour les exoplanètes qu’on ne le pensait auparavant
5 août 2021
Les astronomes soupçonnaient depuis longtemps que les superplanètes, d’intenses sursauts de rayonnement provenant d’étoiles, pouvaient causer des dommages permanents à leurs atmosphères – et donc à leur habitabilité – planètes extérieures. Nouvelle étude publié Le 5 août dans les avis mensuels de la Royal Astronomical Society indiquent qu’il ne pose qu’un risque limité pour les systèmes planétaires.
« Nous avons appris que ce sont de grosses éruptions, beaucoup plus grosses que ce que nous voyons sur notre Soleil », a déclaré le co-auteur. James Davenport, professeur adjoint de recherche en astronomie à l’Université de Washington. « Nous voyons maintenant des superplanètes se produire à des latitudes élevées, près des » pôles « de l’étoile, ce qui signifie que les sursauts de rayonnement ne sont pas dirigés vers les trajectoires des exoplanètes en orbite autour du système solaire. »
Les jeunes étoiles éclatent activement et expulsent des particules qui peuvent altérer et évaporer l’atmosphère des planètes sur leur orbite. Les nouvelles découvertes suggèrent que les grandes super-planètes ont tendance à se former à des latitudes élevées, épargnant les planètes en orbite autour de l’équateur stellaire.Institut Leibniz d’Astrophysique Potsdam / J. vohlmeister
Les fusées éclairantes sont des explosions magnétiques à la surface des étoiles qui expulsent un rayonnement électromagnétique intense dans l’espace. Les grandes éruptions telles que les super-éruptions émettent une série de particules énergétiques qui peuvent frapper les exoplanètes en orbite autour de l’étoile flamboyante, modifiant ou même évaporant l’atmosphère planétaire.
À l’aide d’observations optiques du Transiting Exoplanet Survey Satellite – ou TESS -, l’équipe, dirigée par des astronomes de l’Institut Leibniz d’astrophysique de Potsdam, a étudié des planètes très grandes sur des naines rouges, une classe de jeunes étoiles jeunes qui ont une température plus basse et masse que la nôtre. propre soleil.
De nombreuses exoplanètes se trouvent autour de ces types d’étoiles. Une question persistante dans la recherche sur les exoplanètes est de savoir si ces exoplanètes sont habitables, car les naines rouges sont plus actives que notre soleil et s’embrasent plus fréquemment et plus intensément.
L’équipe a développé une méthode pour déterminer l’emplacement à la surface des étoiles d’où proviennent les éruptions. L’équipe y est parvenue en analysant ce que l’on appelle les « éruptions de lumière blanche » sur des étoiles naines rouges en rotation rapide. Ces types d’éruptions durent suffisamment longtemps pour que leur luminosité, comme observé par TESS, change lorsqu’elles tournent à l’intérieur et à l’extérieur de la surface stellaire.
« Parce que nous ne pouvons pas voir les surfaces de ces étoiles, déterminer les latitudes de choses comme les éruptions chaudes et les points froids a traditionnellement été entre difficile et impossible! » a déclaré Davenport, qui est également co-directeur de la recherche à forte intensité de données en astrophysique et cosmologie – ou Dirac Institut UW. « Ce travail combine la modélisation de données intelligentes avec des micro-données uniques provenant de missions comme TESS, et il trouve quelque chose de remarquable. »
L’équipe a trouvé des fusées éclairantes rotatives en manipulant les courbes lumineuses de plus de 3 000 étoiles naines rouges avec TESS. Parmi ces étoiles, ils en ont trouvé quatre avec des fusées éclairantes suffisamment grandes pour leur nouvelle méthode. L’équipe a utilisé la forme exacte de la courbe de lumière de chaque étoile pour déduire la latitude de la région flamboyante et a découvert que les quatre éruptions se produisaient au-dessus d’environ 55 degrés de latitude, ce qui est beaucoup plus proche du pôle que les éruptions et les taches sur la surface du Soleil. , qui se produit généralement en dessous de 30 degrés de latitude. L’équipe a également montré que leur méthode de détection n’était pas biaisée en faveur d’une latitude stellaire particulière.
Ces résultats, même avec seulement quatre éruptions, sont significatifs : si les éruptions étaient réparties uniformément sur la surface stellaire, les chances de trouver quatre éruptions consécutives aux hautes latitudes seraient d’environ 1 sur 1 000.
Cela a des implications pour les modèles de champs magnétiques des étoiles et pour l’habitabilité des exoplanètes qui les orbitent.
« Nous avons découvert que de très grandes éruptions émanent de près des pôles des étoiles naines rouges, plutôt que de l’équateur, comme c’est généralement le cas dans le Soleil », a déclaré l’auteur principal Ekaterina Eileen, doctorante à Leibniz. « Les exoplanètes qui orbitent dans le même plan que l’équateur de l’étoile, comme les planètes de notre système solaire, peuvent donc être largement protégées de ces superplanètes, car elles sont pointées vers le haut ou vers le bas en dehors du système des exoplanètes. Cela pourrait améliorer les perspectives de portabilité planétaire. La zone habitable la plus externe autour des jeunes étoiles hôtes, qui serait plus vulnérable au rayonnement énergétique et aux particules associées aux éruptions, que les planètes du système solaire.
La découverte de ces éruptions est une preuve supplémentaire que des concentrations fortes et dynamiques de champs magnétiques stellaires, qui peuvent apparaître comme des taches sombres et des éruptions, se forment près des pôles en rotation des étoiles à rotation rapide. L’existence de telles « taches polaires » a longtemps été suspectée par des techniques de reconstruction indirecte telles que l’imagerie Doppler des surfaces stellaires, mais elles n’ont pas encore été directement détectées.
« La nature nous dit quelque chose d’important sur la façon dont ces jeunes étoiles normalement jeunes produisent des champs magnétiques beaucoup plus forts que notre soleil », a déclaré Davenport. « Cela a d’énormes implications sur la façon dont nous pensons aux planètes qui les orbitent. »
Les co-auteurs sont Katja Poppenhaiger, Sarah Schmidt, Silva Yarvinen, Julian Alvarado Gómez et Ilya Ilyin de l’Institut Leibniz d’Astrophysique de Potsdam ; Elizabeth Newton au Dartmouth College. Sebastian Pineda de l’Université du Colorado Boulder. et Mahmoud Reza Ushag de l’Institut d’astrophysique des îles Canaries et de l’Université de Laguna en Espagne. Eileen et Bopenhager ont également des nominations à l’Université de Potsdam. La recherche a été financée par la NASA, la Fondation nationale allemande des bourses d’études, l’Association Leibniz et l’Université de Washington.
Pour plus d’informations, contactez Davenport au [email protected].
Citation de communiqué de presse De l’Institut Leibniz d’Astrophysique de Potsdam.
journées): Astronomie et astrophysique • Collège des Arts et des Sciences • Département d’Astronomie • Institut Dirac • James Davenport
