Représentation artistique de DG CVn, un système d'étoiles binaires composé de deux naines rouges. L'illustration montre qu'il déclenche de puissantes éruptions qui pourraient avoir un impact sur l'habitabilité de la planète. Crédit : NASA
Les naines rouges peuvent produire des éruptions stellaires avec des niveaux de rayonnement ultraviolet lointain dépassant de loin les attentes précédentes, affectant potentiellement l'habitabilité des planètes environnantes.
Une étude révolutionnaire a révélé que les naines rouges peuvent produire des éruptions stellaires qui transportent des niveaux de rayonnement ultraviolet lointain (UV lointain) bien plus élevés que ce que l'on pensait auparavant. Cette découverte suggère que le rayonnement UV intense de ces éruptions pourrait avoir un impact significatif sur la possibilité que les planètes autour des naines rouges soient habitables. Dirigée par des astronomes actuels et anciens de l'Institut d'astronomie de l'Université d'Hawaï (IfA), la recherche a récemment été publiée dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
« On pensait que peu d’étoiles pouvaient générer suffisamment de rayonnement UV par le biais de leurs éruptions pour avoir un impact sur l’habitabilité d’une planète. Nos résultats montrent que de nombreuses autres étoiles pourraient avoir cette capacité », a déclaré l’astronome Vera Berger, qui a entrepris l’étude dans le cadre du programme Research Experiences for Undergraduates de l’IfA, une initiative soutenue par la National Science Foundation.
Illustration de l'exoplanète Kepler-1649c en orbite autour de son étoile naine rouge. Crédit : NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter
Berger et son équipe ont utilisé des données d'archives du télescope spatial GALEX pour rechercher des éruptions parmi 300 000 étoiles proches. GALEX est un télescope spatial aujourd'hui hors service. NASA mission qui a observé simultanément la majeure partie du ciel dans les longueurs d'onde UV proches et lointaines de 2003 à 2013. En utilisant de nouvelles techniques de calcul, l'équipe a extrait de nouvelles informations des données.
« En combinant la puissance des ordinateurs modernes avec des gigaoctets d’observations vieilles de plusieurs décennies, nous avons pu rechercher des éruptions sur des milliers et des milliers d’étoiles proches », a déclaré Michael Tucker, titulaire d’un doctorat de l’IfA et désormais chercheur postdoctoral à l’Université d’État de l’Ohio.
Le double tranchant des UV
Selon les chercheurs, les rayons UV des éruptions stellaires peuvent soit éroder les atmosphères planétaires, menaçant leur potentiel à soutenir la vie, soit contribuer à la formation de ARN éléments constitutifs essentiels à la création de la vie.
Cette étude remet en question les modèles existants d’éruptions stellaires et exoplanète l'habitabilité, montrant que les émissions d'UV lointain provenant des éruptions sont en moyenne trois fois plus énergétiques que ce que l'on suppose généralement et peuvent atteindre jusqu'à douze fois les niveaux d'énergie attendus.
Les rayons UV des éruptions stellaires peuvent éroder l'atmosphère planétaire. Crédit : Université d'Hawaï à Manoa
« Un changement de trois équivaut à la différence d’UV en été entre Anchorage, en Alaska, et Honolulu, où une peau non protégée peut attraper un coup de soleil en moins de 10 minutes », a déclaré Benjamin J. Shappee, astronome associé à l’IfA qui a encadré Berger.
La nature mystérieuse de l’émission UV améliorée
La cause exacte de cette émission plus intense dans l'UV lointain reste inconnue. L'équipe pense que cela pourrait être dû au fait que le rayonnement des éruptions est concentré à des longueurs d'onde spécifiques, indiquant la présence d'atomes comme le carbone et l'azote.
« Cette étude a changé l’image de l’environnement autour des étoiles moins massives que notre Soleil, qui émettent très peu de lumière UV en dehors des éruptions », a déclaré Jason Hinkle, doctorant à l’IfA et co-auteur de l’étude.
Orientations futures de la recherche
Selon Berger, aujourd’hui boursier Churchill à l’Université de Cambridge, davantage de données provenant de télescopes spatiaux sont nécessaires pour étudier la lumière UV des étoiles, ce qui est crucial pour comprendre la source de cette émission.
