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Le mot «HAZMAT» décrit des substances qui présentent un risque pour l'environnement, voire pour la vie elle-même. Imaginez le terme appliqué à des planètes entières, où de violentes fusées éclairantes de l'étoile hôte peuvent rendre des mondes inhabitables en modifiant leurs atmosphères.
Le télescope spatial Hubble de la NASA observe de telles étoiles grâce à un vaste programme appelé HAZMAT – Zones habitables et activité des nains à travers le temps.
"M nain" est le terme astronomique désignant une étoile naine rouge – la plus petite, la plus abondante et la plus ancienne des étoiles de notre galaxie. Le programme HAZMAT est une étude ultraviolette de naines rouges de trois âges différents: jeune, intermédiaire et vieux.
Les éruptions stellaires des naines rouges sont particulièrement brillantes dans les longueurs d'onde ultraviolettes, comparées aux étoiles semblables à celles du Soleil. La sensibilité aux ultraviolets de Hubble rend le télescope très utile pour observer ces fusées éclairantes. On pense que les éruptions sont alimentées par des champs magnétiques intenses qui s’enchevêtrent sous les mouvements tourbillonnants 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 éruptions des plus jeunes naines rouges qu’elles ont étudiées – à peu près 40 millions d’années – sont 100 à 1 000 fois plus énergiques que lorsque les étoiles sont plus âgées. C'est à cet âge que 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 «zones habitables» de la galaxie – des planètes orbitant leurs étoiles à une distance où les températures sont suffisamment modérées pour laisser subsister de l’eau liquide à leur surface – sont probablement des nains rouges en orbite. En fait, l'étoile la plus proche de notre Soleil, un nain rouge nommé 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 produisant une telle énergie qu'elles pourraient influer sur la chimie atmosphérique et éventuellement dépouiller les atmosphères de ces planètes naissantes.
«L’objectif du programme HAZMAT est d’aider à comprendre l’habitabilité des planètes entourant les étoiles de faible masse», a expliqué Evgenya Shkolnik, chercheur principal du programme à la Arizona State University. "Ces étoiles de faible masse sont d'une importance capitale pour la compréhension des atmosphères planétaires."
Les résultats de la première partie de ce programme Hubble sont publiés dans The Astrophysical Journal. Cette étude examine la fréquence des fusées éclairantes de 12 jeunes naines rouges. "Obtenir ces données sur les jeunes étoiles a été particulièrement important, car la différence dans leur activité de lumière parasite est assez importante par rapport aux étoiles plus anciennes", a déclaré Parke Loyd, de l'Arizona State University, 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 la «Hazflare», cet événement était plus énergique que la plus puissante lumière de notre Soleil jamais enregistrée.
«Avec le Soleil, nous avons cent ans de bonnes observations», a déclaré Loyd. «Et à ce moment-là, nous avons vu une, peut-être deux, fusées éclairantes qui ont une énergie approchant celle de la Hazflare. Après un peu moins d’une journée d’observations par Hubble de ces jeunes étoiles, nous avons attrapé la Hazflare, ce qui signifie que nous observons des super-superficies se produisant tous les jours, voire plusieurs fois par jour. "
Des super-fusées d'une telle fréquence et d'une telle intensité pourraient-elles baigner les jeunes planètes de tant de rayons ultraviolets qu'ils ne feraient plus jamais perdre leur habitabilité? Selon Loyd, «les fusées éclairantes, comme celles que nous avons observées, ont la capacité de dépouiller l’atmosphère de la planète. Mais cela ne signifie pas nécessairement que la vie sur la planète est sombre et morose. La vie pourrait être différente de celle que nous imaginons. Ou bien, d'autres processus pourraient reconstituer l'atmosphère de la planète. C’est un environnement difficile, mais j’hésiterais à dire que c’est un environnement stérile. ”
La prochaine partie de l'étude HAZMAT sera d'étudier les naines rouges d'âge moyen âgées de 650 millions d'années. Ensuite, les naines rouges les plus anciennes seront analysées et comparées aux étoiles jeunes et intermédiaires afin de comprendre l'évolution de l'environnement du rayonnement ultraviolet des planètes de faible masse autour de ces étoiles de faible masse.
NASA / GODDARD SPACE FLIGHT CENTER
Header Image – NASA, ESA et D. Player (STScI)
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