Grazie al telescopio spaziale Hubble è stata osservata una nana rossa spogliare un esopianeta della sua atmosfera.
Situata a 32 anni luce dalla Terra la stella madre AU Microscopii (AU Mic) è una nana rossa che ospita uno dei sistemi planetari più giovani mai osservati. La stella ha meno di 100 milioni di anni (una piccola frazione dell’età del nostro Sole, che ha 4,6 miliardi di anni). Hubble ha osservato il pianeta più interno, AU Mic b, che ha un periodo orbitale di 8,46 giorni e dista solo 6 milioni di miglia dalla stella (circa 1/10 della distanza del pianeta Mercurio dal nostro Sole). Il giovane esopianeta gassoso è circa quattro volte il diametro della Terra ed è così vicino alla sua stella madre da subire un’esplosione costante e torrenziale di energia che gli fa perdere la sua atmosfera composta da idrogeno.
AU Mic b è stato scoperto dai telescopi spaziali Spitzer e TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) della NASA nel 2020. È stato individuato con il metodo del transito, il che significa che i telescopi possono osservare un leggero calo della luminosità della stella quando il pianeta la attraversa.
Nane rosse e pianeti abitabili
Le nane rosse come AU Microscopii sono le stelle più abbondanti nella nostra galassia, la Via Lattea. Dovrebbero quindi ospitare la maggior parte degli esopianeti, ma i pianeti in orbita attorno a stelle nane rosse come AU Mic b possono davvero essere ospitali per la vita? Le giovani nane rosse hanno infatti potenti brillamenti stellari che emettono radiazioni letali per qualsiasi forma di vita. E 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 vengono aggrovigliati dai moti turbolenti dell’atmosfera stellare. Quando il groviglio diventa troppo intenso, i campi si rompono e si ricollegano, liberando enormi quantità di energia che sono da 100 a 1.000 volte più energetiche di quelle che il nostro Sole rilascia nelle sue esplosioni.
È uno spettacolo pirotecnico di fuochi d’artificio di venti torrenziali, bagliori e raggi X che colpiscono pesantemente qualsiasi pianeta in orbita vicino alla stella. Il brillamento crea un ambiente di vento stellare che ha un impatto devastante 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 sperimentare la maggior quantità di perdita di atmosfera, e questo potrebbe finire per spogliare completamente l’esopianeta del suo guscio protettivo.
Dato che la luce della stella impedisce a Hubble di vedere direttamente il pianeta, il telescopio ha potuto misurare i cambiamenti nella luminosità apparente causati dall’emissione di idrogeno dal pianeta e dall’attenuazione della luce della stella quando il pianeta transita sulla stella. Durante il passaggio, l’idrogeno atmosferico è stato riscaldato al punto da sfuggire alla gravità del pianeta.
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Idrogeno in fuga
Hubble ha osservato per la prima volta enormi cambiamenti nel deflusso atmosferico di AU Mic b che passano da vere e proprie nuvole di idrogeno in fuga sino alla totale assenza. Questo può indicare una variabilità rapida ed estrema nei brillamenti della nana rossa.
La variabilità dipende dalle numerose linee di campo magnetico in movimento della stella. Una possibile spiegazione per la mancanza di idrogeno durante uno dei transiti del pianeta è che un potente brillamento stellare – osservato sette ore prima – potrebbe aver fotoionizzato l’idrogeno in fuga al punto da renderlo trasparente alla luce, e quindi non rilevabile.
Un’altra spiegazione è che il vento stellare stesso stia modellando il deflusso planetario, rendendolo visibile in alcuni momenti e non osservabile in altri, causando una specie di “singhiozzo” da parte del deflusso che si trova davanti al pianeta stesso. Ciò è previsto in alcuni modelli, ma questo è la prima prova osservativa mai registrata che ciò accada e in misura così estrema, affermano i ricercatori.
Le osservazioni di follow-up di Hubble di più transiti AU Mic b dovrebbero offrire ulteriori indizi sulla strana variabilità della stella e del pianeta, testando ulteriormente i modelli scientifici di fuga ed evoluzione atmosferica degli esopianeti.
Riferimenti: NASA, The Astronomical Journal
