Prima osservazione confermata di un’espulsione esplosiva su una stella vicina
Astronomi che utilizzano l’osservatorio spaziale XMM-Newton dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e il telescopio LOFAR hanno individuato in modo definitivo un’esplosiva espulsione di materiale lanciato nello spazio da un’altra stella – un’esplosione abbastanza potente da strappare via l’atmosfera di qualsiasi pianeta sfortunato presente sul suo cammino.
Si è trattato di una espulsione di massa coronale (CME, Coronal Mass Ejection), del tipo che vediamo spesso provenire dal Sole. Durante una CME, enormi quantità di materiale vengono scagliate fuori dalla nostra stella, inondando lo spazio circostante. Queste spettacolari espulsioni modellano e guidano il meteo spaziale, come le abbaglianti aurore che vediamo sulla Terra, e possono erodere le atmosfere di qualsiasi pianeta vicino.
Ma se le CME sono comuni sul Sole, non ne avevamo ancora osservata in modo convincente una su un’altra stella – fino ad ora.
«Gli astronomi volevano individuare una CME su un’altra stella da decenni», afferma Joe Callingham del Netherlands Institute for Radio Astronomy (ASTRON), autore della nuova ricerca pubblicata su Nature. «Risultati precedenti avevano dedotto la loro esistenza o ne avevano suggerito la presenza, ma non avevano effettivamente confermato che il materiale fosse definitivamente sfuggito nello spazio. Ora siamo riusciti a farlo per la prima volta».
Quando una CME viaggia attraverso gli strati di una stella verso lo spazio interplanetario, produce un’onda d’urto e una conseguente esplosione di onde radio (un tipo di luce). Questo breve e intenso segnale radio è stato captato da Callingham e dai suoi colleghi ed è risultato provenire da una stella situata a circa 130 anni luce di distanza. «Questo tipo di segnale radio semplicemente non esisterebbe se il materiale non avesse lasciato completamente la bolla di potente magnetismo della stella», ha aggiunto Callingham. «In altre parole: è causato da una CME».
Un pericolo per eventuali pianeti
La stella che ha lanciato materia è una nana rossa – un tipo di stella molto più fioca, fredda e piccola del Sole. Non assomiglia affatto alla nostra stella: ha circa la metà della massa, ruota 20 volte più velocemente e possiede un campo magnetico 300 volte più potente. La maggior parte dei pianeti conosciuti nella Via Lattea orbita attorno a questo tipo di stelle.
Il segnale radio è stato individuato grazie al radiotelescopio Low Frequency Array (LOFAR), utilizzando nuovi metodi di elaborazione dei dati sviluppati dai coautori Cyril Tasse e Philippe Zarka all’Observatoire de Paris-PSL. Il team ha poi utilizzato XMM-Newton dell’ESA per determinare la temperatura della stella, la sua rotazione e la sua luminosità nella banda dei raggi X. Questo è stato essenziale per interpretare il segnale radio e capire cosa stesse effettivamente accadendo.
«Avevamo bisogno della sensibilità e della frequenza di LOFAR per rilevare le onde radio», afferma il coautore David Konijn, dottorando che lavora con Callingham ad ASTRON. «E senza XMM-Newton non saremmo stati in grado di determinare il moto della CME o di inserirla in un contesto solare, entrambi elementi cruciali per dimostrare ciò che avevamo trovato. Nessuno dei due telescopi, da solo, sarebbe stato sufficiente: avevamo bisogno di entrambi».
I ricercatori hanno determinato che la CME si muoveva alla velocità super-elevata di 2400 km al secondo, una velocità che si osserva solo in 1 CME su 2000 che avvengono sul Sole. L’espulsione era sia abbastanza rapida sia abbastanza densa da poter strappare completamente le atmosfere di qualsiasi pianeta in orbita ravvicinata attorno alla stella.
Alla ricerca della vita
La capacità della CME di spogliare le atmosfere è una scoperta entusiasmante per la nostra ricerca della vita attorno ad altre stelle. L’abitabilità di un pianeta per la vita, così come la conosciamo, è definita dalla sua distanza dalla stella madre – se si trovi o meno all’interno della sua “zona abitabile”, una regione in cui l’acqua liquida può esistere sulla superficie di pianeti con atmosfere adeguate. È uno scenario alla Goldilocks: troppo vicino alla stella è troppo caldo, troppo lontano è troppo freddo, e in mezzo è “giusto così”.
Ma cosa succede se quella stella è particolarmente attiva, e lancia regolarmente pericolose espulsioni di materiale scatenando violente tempeste? Un pianeta bombardato regolarmente da potenti espulsioni di massa coronale potrebbe perdere del tutto la propria atmosfera, restando una roccia nuda – un mondo inabitabile, nonostante la sua orbita sia “giusta”.
«Questo lavoro apre una nuova frontiera osservativa per studiare e comprendere le eruzioni e il meteo spaziale attorno ad altre stelle», aggiunge Henrik Eklund, research fellow dell’ESA con base allo European Space Research and Technology Centre (ESTEC) a Noordwijk, nei Paesi Bassi. «Non siamo più limitati a estrapolare la nostra comprensione delle CME solari ad altre stelle. Sembra che un meteo spaziale intenso possa essere ancora più estremo attorno a stelle più piccole – i principali ospiti di potenziali esopianeti abitabili. Questo ha importanti implicazioni per il modo in cui questi pianeti riescono a trattenere le loro atmosfere e, possibilmente, a restare abitabili nel tempo».
La scoperta contribuisce anche alla nostra comprensione del meteo spaziale, un tema da lungo tempo al centro delle missioni dell’ESA ed attualmente studiato da SOHO, dalle missioni Proba, da Swarm e da Solar Orbiter.
Nel frattempo, XMM-Newton è uno dei principali esploratori dell’Universo caldo ed estremo. Lanciato nel 1999, il telescopio spaziale ha scrutato i nuclei delle galassie, studiato le stelle per comprenderne l’evoluzione, indagato l’ambiente dei buchi neri e individuato intense esplosioni di radiazione energetica provenienti da stelle e galassie lontane. «XMM-Newton ci sta ora aiutando a scoprire come variano le CME da stella a stella, qualcosa che non è solo interessante per lo studio delle stelle e del nostro Sole, ma anche per la nostra ricerca di mondi abitabili attorno ad altre stelle», afferma Erik Kuulkers, Project Scientist di XMM-Newton per l’ESA. «Dimostra anche l’immenso potere della collaborazione, che sta alla base di ogni scienza di successo. Questa scoperta è stata un vero lavoro di squadra e risolve una ricerca lunga decenni delle CME oltre il Sole». (Fonte: ESA)
