Studiare gli esopianeti attraverso i flare stellari

Sebbene violenti e imprevedibili, flare stellari emessi dalle stelle che ospitano esopianeti potenzialmente abitabile sembrerebbero non impedire necessariamente la formazione della vita, ad affermarlo un nuovo studio della Northwestern University.
Sulla Terra, i flare emessi dal Sole a volte danneggiano i satelliti e interrompono le comunicazioni radio. In altre parti dell’universo, importanti brillamenti stellari dispongono dell’energia necessaria per strappare le atmosfere degli esopianeti vicini diminuendo o impedendo così le possibilità di ospitare la vita sulla superficie.
Un team guidato dalla Northwestern Univertsity combinando la chimica atmosferica 3-D e la modellazione climatica con i dati dei flare registrati da stelle lontane, ha scoperto che i flare stellari potrebbero avere un ruolo importante nell’evoluzione dell’atmosfera e dell’abitabilità di un pianeta.
Come ha spiegato Howard Chen della Northwestern, primo autore dello studio:
“Abbiamo confrontato la chimica atmosferica dei pianeti che subiscono frequenti razzi con i pianeti che non subiscono razzi. La chimica atmosferica a lungo termine è molto diversa. I bagliori continui effettivamente guidano la composizione atmosferica di un pianeta verso un nuovo equilibrio chimico”.
Daniel Horton, autore senior dello studio ha aggiunto:
“Abbiamo scoperto che i bagliori stellari potrebbero non precludere l’esistenza della vita. In alcuni casi, il flaring non erode tutto l’ozono atmosferico. La vita in superficie potrebbe ancora avere una possibilità di combattere”.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Astronomy, è una collaborazione tra i ricercatori della Northwestern, dell’Università del Colorado a Boulder, dell’Università di Chicago, del Massachusetts Institute of Technology e del NASA Nexus for Exoplanet System Science (NExSS).
Horton è assistente professore di scienze della Terra e planetologia al Weinberg College of Arts and Sciences della Northwestern. Chen è un dottorato di ricerca. candidato nel gruppo di ricerca sul cambiamento climatico di Horton e futuro investigatore della NASA.
Importanza dei flare
Tutte le stelle, compreso il nostro stesso Sole,emettono in modo casuale l’energia prodotta. Fortunatamente per noi, i flare della nostra stella hanno in genere un impatto minimo sulla Terra.
“Il nostro sole è più un gigante gentile”, ha detto Allison Youngblood, astronomo dell’Università del Colorado e coautore dello studio. “È più vecchio e non attivo come le stelle più giovani e più piccole. La Terra ha anche un forte campo magnetico, che devia i venti dannosi del Sole”.
Purtroppo, molti esopianeti potenzialmente abitabili non sono così fortunati. Affinché i pianeti possano potenzialmente ospitare la vita, devono essere abbastanza vicini a una stella in modo che la loro acqua non si congeli, ma non così vicini da vaporizzare.
Come ha raccontato Horton:
“Abbiamo studiato esopianeti in orbita all’interno delle zone abitabili delle stelle nane M e K, le stelle più comuni nell’universo. Le zone abitabili intorno a queste stelle sono più strette perché le stelle sono più piccole e meno potenti di stelle come il nostro sole. D’ altro canto, si ritiene che le stelle nane M e K abbiano un’attività di brillamento più frequente del nostro sole, e i loro pianeti bloccati dalle maree lo sono è improbabile che abbiano campi magnetici che aiutano a deviare i loro venti stellari”.
Chen e Horton hanno condotto in passato uno studio sulle medie climatiche dei sistemi stellari con stelle nane M. I flare, tuttavia, si verificano su scale temporali che durano ore o giorni. Sebbene queste brevi scale temporali possano essere difficili da simulare, incorporare gli effetti dei flare è importante per realizzare un quadro più completo delle atmosfere degli esopianeti. I ricercatori hanno ottenuto questo risultato incorporando i dati dei flare scaricati dal Transiting Exoplanet Satellite Survey (TESS) della NASA, lanciato nel 2018, nelle loro simulazioni.
Usare i flare per rilevare la vita
Se gli esopianeti in orbita attorno alle stelle nane di tipo M e K ospitano la vita, il lavoro precedente ipotizza che i flare stellari potrebbero renderla più facile da rilevare. Ad esempio, i flare stellari possono aumentare l’abbondanza di gas che indicano la vita (come il biossido di azoto , il protossido di azoto e l’acido nitrico) da livelli impercettibili a rilevabili.
Come ha spiegato Chen:
“Gli eventi meteorologici spaziali sono generalmente visti come un danno all’abitabilità. Ma il nostro studio mostra quantitativamente che alcune condizioni meteorologiche spaziali possono effettivamente aiutarci a rilevare le firme di gas importanti che potrebbero significare processi biologici”.
Questo studio ha coinvolto ricercatori con una vasta gamma di background e competenze, inclusi climatologi, esoplanetologi, astronomi, teorici e osservatori.
Come ha affermato Eric T. Wolf, planetologo del CU Boulder e coautore dello studio:
“Questo progetto è stato il risultato di un fantastico lavoro collettivo di squadra. Il nostro lavoro evidenzia i vantaggi degli sforzi interdisciplinari quando si studiano le condizioni sui pianeti extrasolari”.
Fonte: https://phys.org/news/2020-12-robust-stellar-flares-life-exoplanets.html