Scuturile planetelor se vor împleti sub vânturile stelare supărate de stelele lor pe moarte – este aproape imposibil ca viața să supraviețuiască

Pe măsură ce Soarele evoluează într-o stea gigantică roșie, atmosfera stelei noastre poate înghiți Pământul și, cu un vânt solar mai stabil, magnetosferele rezistente și protectoare ale exoplanetelor uriașe pot fi dezbrăcate. Credit: MSFC / NASA

Un nou studiu condus de Universitatea din Warwick spune că orice viață identificată pe planete care orbitează stelele pitice albe a evoluat după moartea stelei, care a dezvăluit consecințele vânturilor stelare intense și furioase care ar lovi o planetă pe măsură ce steaua ei ar muri. Cercetarea a fost publicată în Monthly Notices of the Royal Astronomical Society și a fost prezentată de autorul principal dr. Dimitri Veras astăzi (21 iulie 2021) la Reuniunea Națională de Astronomie Online (NAM 2021).

Cercetarea oferă o nouă perspectivă astronomilor care caută semne de viață în jurul acestor stele moarte, examinând efectul vânturilor lor asupra planetelor care orbitează planetele pe măsură ce steaua trece într-o fază pitică albă. Studiul a concluzionat că ar fi aproape imposibil ca viața să supraviețuiască evoluției stelare catastrofale dacă planeta nu avea un câmp magnetic extrem de puternic – sau magnetosferă – care ar putea să o protejeze de cele mai grave efecte.

În cazul Pământului, particulele de vânt solar pot eroda straturile protectoare ale atmosferei care protejează oamenii de razele ultraviolete nocive. Magnetosfera Pământului acționează ca un scut pentru a devia aceste particule departe prin câmpul său magnetic. Nu toate planetele au magnetosferă, dar Pământul este generat de miezul său de fier, care se învârte ca un dinam pentru a-și crea câmpul magnetic.

Știm că în trecut vântul solar a erodat atmosfera lui Marte, care, spre deosebire de Pământ, nu are o magnetosferă extinsă. Ceea ce nu ne așteptam să descoperim este că vântul solar în viitor ar putea fi distructiv chiar și pentru acele planete protejate de un câmp magnetic „, spune dr. Allen Viduto de la Trinity College Dublin, coautor al studiului.

În cele din urmă, toate stelele au rămas fără hidrogen care alimentează fuziunea nucleară din nucleele lor. În Soare, nucleul se va micșora și se va încălzi, provocând o expansiune masivă a atmosferei exterioare a stelei către un „gigant roșu”. Soarele s-ar extinde apoi la un diametru de zeci de milioane de kilometri, cuprinzând planetele interioare, inclusiv Pământul. În același timp, pierderea de masă în stea înseamnă că aceasta are o forță gravitațională mai slabă, astfel încât planetele rămase se îndepărtează.

În timpul fazei de uriaș roșu, vântul solar va fi mult mai puternic decât este astăzi și va fluctua semnificativ. Ferras și Viduto au modelat vânturi de la 11 tipuri diferite de stele, cu mase variind de la una până la șapte ori masa soarelui nostru.

Modelul lor a arătat cum densitatea și viteza vânturilor stelare, combinate cu o orbită planetară în creștere, conspiră pentru a micșora și a extinde magnetosfera unei planete în timp. Pentru ca o planetă să-și mențină magnetosfera în toate etapele evoluției stelare, câmpul său magnetic trebuie să fie de cel puțin 100 de ori mai puternic decât câmpul magnetic actual al lui Jupiter.

Procesul de evoluție stelară determină, de asemenea, o schimbare a zonei locuibile a stelei, distanța care permite planetei să fie temperatura potrivită pentru a susține apa lichidă. În sistemul nostru solar, zona locuibilă ar merge de la aproximativ 150 de milioane de kilometri de soare – unde se află în prezent Pământul – la 6 miliarde de kilometri, sau mai departe de Neptun. Deși planeta care orbitează poate schimba poziția în timpul fazelor ramificării uriașe, oamenii de știință au descoperit că zona locuibilă se deplasează spre exterior mai repede decât planeta, punând provocări suplimentare pentru orice viață de acolo care speră la supraviețuire.

În cele din urmă, uriașul roșu și-a vărsat întreaga atmosferă exterioară, lăsând în urmă rămășițele unui pitic alb fierbinte și gros. Nu emit vânturi stelare, așa că odată ce steaua a atins acest stadiu, pericolul pentru planetele rămase s-a încheiat.

„Acest studiu demonstrează dificultatea de a menține o planetă în magnetosfera sa de protecție în întreaga ramificare gigantică a evoluției stelare”, a spus dr. Ferras.

„O concluzie este că viața pe o planetă din zona locuibilă din jurul unui pitic alb va evolua aproape sigur în timpul etapei piticului alb, cu excepția cazului în care viața este capabilă să reziste multor schimbări extreme și bruște din mediul său.”

Misiuni viitoare precum Telescopul spațial James Webb programat să fie lansat mai târziu în acest an ar trebui să dezvăluie mai multe despre planetele care orbitează stelele pitice albe, inclusiv dacă planetele din zonele lor locuibile prezintă biomarkeri ai vieții, astfel încât furnizarea Studiului oferă un context valoros pentru orice potențială descoperire.

Până în prezent, nu s-a găsit nicio planetă terestră care să poată susține viața în jurul unei pitici albe, dar doi giganți gazoși cunoscuți sunt suficient de aproape de zona locuibilă a stelei lor pentru a sugera existența unei astfel de planete. Este posibil ca aceste planete să se fi apropiat de pitica albă ca urmare a interacțiunilor cu alte planete din exterior.

Dr. Ferras adaugă: „Aceste exemple arată că planetele gigantice se pot apropia foarte mult de zona locuibilă. Zona locuibilă a unei pitici albe este foarte aproape de stea, deoarece emite mult mai puțină lumină decât o stea asemănătoare soarelui. Cu toate acestea, albul piticii sunt, de asemenea, stele staționare Foarte acolo unde nu are vânt. O planetă cascadorie poate rămâne acolo în zona locuibilă a piticului alb timp de miliarde de ani, permițând timp pentru ca viața să evolueze, cu condiția ca condițiile să fie corecte. „

Întâlnire: Întâlnirea Națională de Astronomie a Royal Astronomical Society