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Ce trait des systèmes d’étoiles naines rouges pourrait nous aider à résoudre le paradoxe du ciel rouge : ScienceAlert

Il y a quelque chose de très particulier sur la Terre, à part tous les organismes qui rampent dessus. C’est notre étoile, le Soleil, c’est bizarre : c’est une naine jaune.

Les étoiles semblables au soleil sont une minorité dans la Voie lactée. On estime que moins de 10 pour cent des étoiles de notre galaxie sont des étoiles de type G, comme le Soleil.

Les étoiles les plus abondantes sont celles que nous ne pouvons même pas voir à l’œil nu : les naines rouges. Ils ne représentent qu’environ la moitié de la masse du Soleil, sont froids, sombres et ont la plus longue durée de vie de toutes les étoiles.

Ces poids légers stellaires représentent jusqu’à 75 pour cent de toutes les étoiles de la Voie Lactée. On pourrait donc penser, statistiquement, que si la vie devait émerger quelque part, ce serait sur une planète autour d’une naine rouge.

Pourtant nous y sommes, avec notre soleil jaune. Cet écart entre les attentes et la réalité est connu sous le nom de Paradoxe du ciel rougeet les scientifiques doivent encore le découvrir.

Un nouveau papier, accepté dans Les lettres du journal astrophysique autre téléchargé sur le serveur de préimpression arXiv alors qu’il subit examen par les pairs et la publication, pourrait avoir un indice.

Fondamentalement, il semble qu’il pourrait être beaucoup plus difficile pour la vie telle que nous la connaissons de démarrer dans les systèmes planétaires nain rouge – parce qu’ils n’ont pas le astéroïde et l’architecture des géantes gazeuses pour fournir les ingrédients de la vie aux mondes semblables à la Terre.

Les résultats pourraient avoir des implications pour notre recherche de vie en dehors du système solaire, d’autant plus que les exoplanètes définies comme “potentiellement habitables” se trouvent souvent en orbite autour d’étoiles naines rouges.

Les naines rouges, à certains égards, sont parmi les cibles les plus prometteuses dans notre recherche de mondes habitables. Parce qu’elles sont si petites, elles brûlent leur carburant hydrogène beaucoup plus lentement que les étoiles semblables au Soleil.

Ils peuvent traîner pendant potentiellement des billions d’années, bien plus longtemps que la durée de vie estimée à 10 milliards d’années du Soleil et même l’âge de 13,8 milliards d’années de l’Univers. Cela signifie qu’il y a plus de temps disponible pour que la vie émerge et puisse prospérer.

Les naines rouges représentent également une opportunité pour nos méthodes de détection actuelles. Parce qu’ils brûlent si lentement, ils sont plus froids et moins lumineux que le Soleil. Cela signifie que la zone habitable – la plage de distance de l’étoile dans laquelle les températures habitables peuvent être trouvées – est beaucoup plus proche. Récemment, des astronomes ont découvert une exoplanète dans la zone habitable d’une naine rouge avec une orbite de seulement 8,4 jours.

Mais il semble que l’émergence et l’existence continue de la vie pourraient être une chose délicate.

Études précédentes ont suggéré que les naines rouges pourraient ne pas présenter l’environnement le plus hospitalier. Par exemple, ces étoiles ont tendance à être très actives, émettant fréquemment des éruptions qui irradient toutes les planètes proches.

Les auteurs du nouvel article – les astronomes Anna Childs, Rebecca Martin et Mario Livio de l’Université du Nevada à Las Vegas – voulaient déterminer si les systèmes de naines rouges avaient suffisamment d’ingrédients qui, selon nous, ont déclenché la vie sur Terre.

Études actuelles suggèrent que le bombardement d’astéroïdes et de comètes relativement tard dans la jeunesse du système solaire a modifié la croûte terrestre de manière à la rendre plus hospitalière à la vie et à fournir de nombreux ingrédients chimiques nécessaires à celle-ci.

Sans ceinture d’astéroïdes, par conséquent, les systèmes de terraformation et de distribution de produits chimiques pour la vie sont considérablement réduits.

Les modèles suggèrent que la formation d’une ceinture d’astéroïdes stable et le bombardement tardif d’astéroïdes nécessitent la présence d’une géante gazeuse au-delà d’une distance de l’étoile connue sous le nom de ligne de neige, au-delà de laquelle les composés volatils se condensent en glace solide. En effet, une telle géante gazeuse peut interagir gravitationnellement avec la ceinture d’astéroïdes, provoquant des instabilités qui projettent les astéroïdes vers la zone habitable.

Les chercheurs ont donc examiné les systèmes de naines rouges pour voir s’ils pouvaient trouver l’une de ces géantes gazeuses.

Il y a actuellement 48 étoiles naines rouges avec des exoplanètes rocheuses confirmées en orbite dans la zone habitable. Parmi ceux-ci, 27 ont plus d’une exoplanète. De ce groupe, 16 ont des mesures de masse pour les exoplanètes du système.

Définir une géante gazeuse comme une planète entre 0,3 et 60 fois la masse de Jupiter et en calculant la position de la ligne de neige pour ces systèmes, l’équipe est allée à la recherche de géantes gazeuses.

Ils ont découvert qu’aucun des systèmes avec une planète rocheuse semblable à la Terre dans la zone habitable n’avait également de géante gazeuse connue.

Statistiquement, l’équipe a calculé qu’il existe une population d’exoplanètes géantes en orbite autour d’étoiles naines rouges au-delà de la ligne de neige. Cela signifie que, théoriquement, les étoiles naines rouges peuvent avoir des ceintures d’astéroïdes.

C’est juste qu’aucun des systèmes de naines rouges connus avec des mondes rocheux de zone habitable ne fait probablement partie de cette catégorie, ce qui suggère que l’architecture du système planétaire des naines rouges peut être très différente du système solaire que nous connaissons et aimons.

Il y a beaucoup d’hypothèses en jeu. Par exemple, peut-être que les impacts d’astéroïdes ne sont pas si importants. Peut-être que la vie sur les exoplanètes naines rouges ne ressemble pas du tout à la vie sur Terre. Peut-être que nous surestimons l’importance de la zone habitable.

Cependant, sur la base de nos connaissances et de notre compréhension actuelles de la vie, les choses ne vont pas très bien pour les planètes naines rouges.

“Le manque de planètes géantes dans les systèmes observés (jusqu’à présent) contenant des exoplanètes de la zone habitable suggère que ces systèmes sont peu susceptibles d’héberger une ceinture d’astéroïdes et le mécanisme requis pour la livraison d’astéroïdes à un stade avancé dans la zone habitable”, les chercheurs écrivent.

“Par conséquent, si les impacts d’astéroïdes sont effectivement nécessaires à la vie, il est peu probable que les planètes observées dans la zone habitable abritent la vie.”

Et, à son tour, cela pourrait être au moins en partie la raison pour laquelle notre planète natale n’orbite pas l’une de ces petites étoiles rouges grincheuses.

La recherche a été acceptée dans Les lettres du journal astrophysique et est disponible sur arXiv.

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