La stella impertinente AU Microscopii spruzza flare ad intermittenza
Ma che bello siete ancora qui, prego entrate, sedetevi e mettetevi comodi nelle poltrone!!! Il nostro Universo è davvero particolare e strano e anche le nostre stelle sono davvero peculiari, ogni tanto si rivelano delle pessime sorelle e specialmente le Nane Rosse sono davvero irascibili, perché strapazzano i pianeti neonati che gli stanno vicino.
Come dicevo prima, la vita intorno a una stella nana rossa irritabile non è divertente per i pianeti neonati che la accompagnano, si tratta di un battesimo del fuoco. infatti i campi magnetici aggrovigliati fanno sì che una nana rossa sputi “super-flares” che sono da 100 a 1.000 volte più potenti dei flares simili visti sul nostro Sole. A ciò si aggiungono le radiazioni ultraviolette; consiglierei ai fan dell’abbronzatura del sistema stellare l’uso di una “protezione solare 5.000!!!”
Uno degli esempi più vicini e violenti è AU Microscopii. Questa stella stizzosa ha solo l’1% dell’età del nostro Sole. A una distanza di 32 anni luce, è solo otto volte più lontana della stella più vicina al nostro Sole, Proxima CentauriStella Nana Rossa, spesso abbreviata in Proxima, di classe spettrale M5 Ve, posta a 4.243 Anni Luce in direzione della costellazione del Centauro..
AU Microscopii b, il pianeta più interno ha un diametro circa quattro volte quello della Terra. In orbita a soli 6 milioni di chilometri dal “soffio del drago” della stella malvagia, l’atmosfera del pianeta, in gran parte formata da idrogeno, si sta spogliando, come osservato dal telescopio spaziale Hubble. Ma questa spoliazione è un fenomeno temporalmente discontinuo.
Credit: ESO, ESA & NASA
Durante un passaggio di AU Microscopii b davanti alla sua stella, Hubble ha rilevato un’ebollizione di idrogeno che ha creato una grande nube davanti al pianeta. Questa inaspettata variabilità è la prova che l’interazione tra gli esuberanti fuochi d’artificio della nana rossa ed il suo compagno, è probabilmente più complessa e imprevedibile di quanto si possa immaginare.
Il pianeta sta cambiando in modo imprevedibile orbita per orbita, ed essendo così vicino alla sua stella madre subisce un’esplosione costante e torrenziale di energia, che fa evaporare la sua atmosfera di idrogeno, causando il rigonfiamento del pianeta.
Ma durante un’orbita osservata con il telescopio spaziale Hubble, AU Mic b sembrava non perdere alcun materiale, mentre un’orbita osservata con Hubble un anno e mezzo dopo mostrava chiari segni di perdita atmosferica.
Questa estrema variabilità del pianeta tra un orbita e l’altra ha sconvolto gli astronomi, infatti Keighley Rockcliffe del Dartmouth College di Hanover, nel New Hampshire dichiara: “Non abbiamo mai visto la fuga atmosferica passare da completamente non rilevabile a molto rilevabile in un periodo così breve, quando un pianeta passa davanti alla sua stella, ci aspettavamo qualcosa di molto prevedibile e ripetibile. Ma si è rivelato strano. Quando l’ho visto per la prima volta, ho pensato: non può essere vero!”.
Rockcliffe è rimasta altrettanto perplessa nell’osservare, quando era rilevabile, l’atmosfera che “sbuffava davanti” al pianeta: “Questa osservazione francamente strana è una sorta di stress-test per la modellistica e la fisica dell’evoluzione planetaria. L’osservazione è molto interessante perché ci permette di sondare l’interazione tra la stella e il pianeta, che è davvero estrema”, afferma l’autrice.
Situata a 32 anni luce dalla Terra, la stella madre AU MicroscopiiO più in breve AU Mic con magnitudine 8.8. ospita uno dei più giovani sistemi planetari mai osservati. La stella ha meno di 100 milioni di anniUna piccola frazione dell’età del nostro Sole, che ha 4.6 miliardi di anni.. Il pianeta più interno, AU Mic b, ha un periodo orbitale di 8.46 giorni e dista appena 6 milioni di chilometri dalla stellaCirca 1/10 della distanza del pianeta Mercurio dal nostro Sole.. Il mondo gonfio e gassoso ha un diametro pari a circa quattro volte quello della Terra.
Il pianeta AU Mic b è stato scoperto dai telescopi spaziali Spitzer e TESSTransiting Exoplanet Survey Satellite. nel 2020, ed è stato individuato con il metodo del transito.I telescopi possono osservare un leggero calo di luminosità della stella quando il pianeta le passa davanti.
Le nane rosse come AU Microscopii sono le stelle più abbondanti nella nostra Via Lattea, per cui dovrebbero quindi ospitare la maggior parte dei pianeti della nostra galassia, e una sfida fondamentale è rappresentata dal fatto che le giovani nane rosse sono caratterizzate da feroci brillamenti stellari che emettono radiazioni terribili. Questo periodo di alta attività dura molto più a lungo di quello di stelle come il nostro Sole.
I brillamenti sono alimentati da intensi campi magnetici che si ingarbugliano a causa dei moti ondulatori dell’atmosfera stellare. Quando il groviglio diventa troppo intenso, i campi si rompono e si riconnettono, scatenando enormi quantità di energia che sono da 100 a 1.000 volte più energetiche di quelle che il nostro sole sprigiona nei suoi brillamenti.
Si tratta di uno spettacolo pirotecnico di venti torrenziali, brillamenti e raggi X che colpiscono i pianeti in orbita vicino alla stella, e Rockcliffe dichiara: “Questo crea un ambiente di venti stellari davvero incontrollato e francamente spaventoso, che ha un impatto sull’atmosfera del pianeta”.
In queste condizioni torride, i pianeti che si formano entro i primi 100 milioni di anni dalla nascita della stella dovrebbero subire la massima fuga atmosferica. Questo potrebbe finire per privare completamente un pianeta della sua atmosfera.
“Vogliamo scoprire quali tipi di pianeti possono sopravvivere a questi ambienti. Che aspetto avranno quando la stella si sarà stabilizzata? E ci sarà qualche possibilità di abitabilità alla fine, o finiranno per essere solo pianeti bruciati?” ha detto Rockcliffe: “Alla fine perderanno la maggior parte delle loro atmosfere e i loro nuclei superstiti diventeranno delle super-Terre? Non sappiamo come saranno le composizioni finali perché non abbiamo nulla di simile nel nostro Sistema Solare”.
Mentre il bagliore della stella impedisce a Hubble di vedere direttamente il pianeta, il telescopio può misurare i cambiamenti nella luminosità apparente della stella causati dall’idrogeno atmosferico che riscaldato sfugge alla gravità del pianeta e oscura la luce stellare quando il pianeta transita sulla stella.
I cambiamenti mai visti prima nel flusso atmosferico in uscita da AU Mic b potrebbero indicare una rapida ed estrema variabilità negli outburst della nana rossa ospite. La variabilità è così elevata perché la stella ha un intenso flusso magnetico in movimento. Una possibile spiegazione per l’idrogeno mancante durante uno dei transiti del pianeta è che un potente brillamento stellare, osservato sette ore prima, possa aver fotoionizzatoFenomeno fisico in cui un fotone, urtando un atomo, ione o una molecola, causa la perdita di uno o più elettroni. È il meccanismo alla base dell’effetto fotoelettrico. l’idrogeno in uscita al punto da renderlo trasparente alla luce e quindi non rilevabile.
Un’altra spiegazione è che sia il vento stellare stesso a modellare il flusso planetario, rendendolo osservabile in alcuni momenti e non osservabile in altri, causando addirittura un “singhiozzo” da parte del flusso in uscita prima del pianeta stesso. Questo è previsto da alcuni modelli, come quelli di John McCann e Ruth Murray-Clay dell’Università della California a Santa Cruz, ma questa è la prima prova osservativa che si verifica e in misura così estrema, dicono i ricercatori.
Le osservazioni di follow-up di Hubble di altri transiti di AU Mic b dovrebbero offrire ulteriori indizi sulla strana variabilità della stella e del pianeta, mettendo ulteriormente alla prova i modelli scientifici di fuga ed evoluzione atmosferica degli esopianeti.