L’activité magnétique joue un rôle clé dans l’habitabilité des exoplanètes

Dans des étoiles comme notre soleil, le magnétisme de surface est lié à la rotation stellaire, un processus similaire au fonctionnement interne d’une lampe de poche à manivelle. Des champs magnétiques puissants sont observés au cœur des régions de taches solaires magnétiques et provoquent une variété de phénomènes météorologiques spatiaux. Jusqu’à présent, on pensait que les étoiles de faible masse – des corps célestes de masse inférieure à notre soleil qui peuvent tourner très rapidement ou relativement lentement – présentaient de très faibles niveaux d’activité magnétique, une hypothèse qui les a amorcées comme des étoiles hôtes idéales pour planètes potentiellement habitables.

Dans une nouvelle étude, publiée aujourd’hui dans Les lettres du journal astrophysique, des chercheurs de l’Ohio State University affirment qu’un nouveau mécanisme interne appelé découplage noyau-enveloppe – lorsque la surface et le noyau de l’étoile commencent à tourner à la même vitesse, puis s’éloignent – pourrait être responsable de l’amélioration des champs magnétiques sur les étoiles froides , un processus qui pourrait intensifier leur rayonnement pendant des milliards d’années et impacter l’habitabilité de leurs exoplanètes proches.

La recherche a été rendue possible grâce à une technique que Lyra Cao, auteur principal de l’étude et étudiante diplômée en astronomie à l’Ohio State, et le co-auteur Marc Pinsonneault, professeur d’astronomie à l’Ohio State, ont développée plus tôt cette année pour fabriquer et caractériser les mesures de la tache stellaire et du champ magnétique.

Bien que les étoiles de faible masse soient les étoiles les plus courantes de la Voie lactée et soient souvent les hôtes d’exoplanètes, les scientifiques en savent relativement peu à leur sujet, a déclaré Cao.

Pendant des décennies, on a supposé que les processus physiques des étoiles de masse inférieure suivaient ceux des étoiles de type solaire. Parce que les étoiles perdent progressivement leur moment cinétique à mesure qu’elles tournent, les astronomes peuvent utiliser les spins stellaires comme un dispositif pour comprendre la nature des processus physiques d’une étoile et comment elles interagissent avec leurs compagnons et leur environnement. Cependant, il y a des moments où l’horloge de rotation stellaire semble s’arrêter en place, a déclaré Cao.

En utilisant les données publiques du Sloan Digital Sky Survey pour étudier un échantillon de 136 étoiles dans M44, un berceau d’étoiles également connu sous le nom de Praesepe, ou l’amas Beehive, l’équipe a découvert que les champs magnétiques des étoiles de faible masse de la région apparaissaient beaucoup plus fort que les modèles actuels ne pourraient l’expliquer.

Alors que des recherches antérieures ont révélé que l’amas Beehive abrite de nombreuses étoiles qui défient les théories actuelles de l’évolution rotationnelle, l’une des découvertes les plus excitantes de l’équipe de Cao a été de déterminer que les champs magnétiques de ces étoiles pourraient être tout aussi inhabituels – bien plus forts que prévu par les modèles actuels. .

“Voir un lien entre l’amélioration magnétique et les anomalies de rotation était incroyablement excitant”, a déclaré Cao. “Cela indique qu’il pourrait y avoir une physique intéressante en jeu ici.” L’équipe a également émis l’hypothèse que le processus de synchronisation du noyau et de l’enveloppe d’une étoile pourrait induire un magnétisme trouvé dans ces étoiles qui aurait une origine radicalement différente de celle observée sur le soleil.

“Nous trouvons des preuves qu’il existe un autre type de mécanisme de dynamo entraînant le magnétisme de ces étoiles”, a déclaré Cao. “Ce travail montre que la physique stellaire peut avoir des implications surprenantes pour d’autres domaines.”

Selon l’étude, ces découvertes ont des implications importantes pour notre compréhension de l’astrophysique, en particulier sur la chasse à la vie sur d’autres planètes. “Les étoiles connaissant ce magnétisme accru vont probablement frapper leurs planètes avec un rayonnement à haute énergie”, a déclaré Cao. “Cet effet devrait durer des milliards d’années sur certaines étoiles, il est donc important de comprendre ce qu’il pourrait faire à nos idées d’habitabilité.”

Mais ces découvertes ne devraient pas freiner la recherche d’une existence extraplanétaire. Avec des recherches plus poussées, la découverte de l’équipe pourrait aider à mieux comprendre où chercher des systèmes planétaires capables d’héberger la vie. Mais ici sur Terre, Cao pense que les découvertes de son équipe pourraient conduire à de meilleures simulations et modèles théoriques de l’évolution stellaire.

“La prochaine chose à faire est de vérifier que le magnétisme accru se produit à une échelle beaucoup plus grande”, a déclaré Cao. “Si nous pouvons comprendre ce qui se passe à l’intérieur de ces étoiles alors qu’elles subissent un magnétisme renforcé par cisaillement, cela va conduire la science dans une nouvelle direction.”

L’étude a été soutenue par la Fondation Alfred P. Sloan, le Bureau des sciences du Département américain de l’énergie et la National Science Foundation. Jennifer van Saders de l’Université d’Hawaï était également co-auteur.