La crise de la quarantaine d’une star voisine éclaire l’avenir de notre propre Soleil | La science

Bientôt après que les astronomes européens ont développé les premiers télescopes au début du XVIIe siècle, ils ont observé des taches sombres tachetant la surface du Soleil. Ils ont également laissé un mystère à leurs successeurs modernes. De 1645 à 1715 environ, les taches, maintenant connues pour être des indicateurs de l’activité solaire, ont pratiquement disparu. En rassemblant le nombre de taches solaires et d’autres observations historiques, l’astronome John Eddy a conclu il y a près de 50 ans que le Soleil avait essentiellement fait une sieste de 70 ans, qu’il a appelée le minimum de Maunder d’après un couple d’astronomes qui l’avait précédemment étudié.

Maintenant, il semble que le Soleil ne soit pas la seule étoile à faire de longues siestes. En construisant un enregistrement de plusieurs décennies d’observations de quelques dizaines d’étoiles à des longueurs d’onde spécifiques qui retracent l’activité stellaire, une équipe d’astronomes a identifié une autre étoile traverse sa propre période minimale de Maunder. “Je suis plus convaincue qu’il s’agit d’une étoile Maunder Minimum que de tout ce que j’ai vu”, déclare Jennifer van Saders, astronome à l’Université d’Hawaii, Manoa, qui n’a pas participé à la découverte.

La découverte, rapportée dans une préimpression le mois dernier sur arXiv, pourrait aider à expliquer ce qui a déclenché le comportement étrange du Soleil il y a 400 ans et suggère que d’autres épisodes de ce type sont probables. “C’est la façon d’étudier le passé et l’avenir du Soleil”, déclare van Saders. Elle ajoute que la découverte soutient une théorie qu’elle et ses collègues ont avancée : que de tels événements sont un symptôme occasionnel d’une transition critique dans le champ magnétique des étoiles semblables au Soleil à peu près au milieu de leur vie – une sorte de crise de la quarantaine. Certains astronomes pensent que la transition du Soleil a contribué à favoriser l’émergence de la vie sur Terre, et que la recherche d’étoiles à un stade similaire pourrait aider à identifier d’autres systèmes solaires propices à une vie complexe.

Les scientifiques savent depuis des décennies que l’activité de notre Soleil augmente et diminue selon un cycle d’environ 11 ans, ce qui correspond à la fréquence à laquelle ses pôles magnétiques inversent leur orientation. Lors d’un maximum solaire, les taches solaires prolifèrent, marquant des points faibles dans le champ magnétique, où le plasma de l’atmosphère solaire peut éclater en boucles violentes. Les astronomes ont repéré de jeunes étoiles semblables au Soleil avec des cycles similaires, et des étoiles plus anciennes qui ont une activité totalement stable. Mais personne n’avait repéré une star du cyclisme devenir soudainement plate.

En 2018, dans le cadre de recherches de premier cycle à la Pennsylvania State University, University Park, Anna Baum a entrepris de combiner les observations des longueurs d’onde révélatrices de 59 étoiles prises par l’observatoire du mont Wilson et l’observatoire WM Keck pour produire une chronologie de 50 ans d’étoiles. évolution. Au cours d’un écart de données de 7 ans alors que Keck mettait à niveau un détecteur, une étoile a semblé montrer un changement radical. Son activité est passée du cyclisme sur une période de 17 ans à une quasi stagnation, et elle l’est restée au cours des 18 dernières années.

Baum pensait d’abord qu’elle avait fait une erreur; peut-être que les observatoires regardaient même deux étoiles différentes. Mais plus tôt cette année, ses collègues sont tombés sur des observations supplémentaires qui ont comblé le manque de données, capturant les émissions de l’étoile alors qu’elle passait d’active à silencieuse. L’ensemble de données récupéré “a touché le jackpot”, déclare Jacob Luhn, astronome à l’Université de Californie à Irvine et auteur principal de la préimpression.

La découverte renforce une théorie populaire sur la raison pour laquelle ces périodes de repos prolongées se produisent. Les étoiles tournent plus lentement avec l’âge parce que leurs vents solaires agissent comme des «freins magnétiques», comme un enfant qui tend les bras en tournant sur une chaise. En 2016, van Saders et son collègue Travis Metcalfe de la White Dwarf Research Corporation ont remarqué qu’à un moment donné, les étoiles arrêtent de freiner et leur vitesse se stabilise– un changement, ont-ils proposé, qui découle d’un changement du champ magnétique des étoiles. Puis, l’année dernière, Dibyendu Nandi et ses collègues du Centre d’excellence en sciences spatiales de l’Inde ont épinglé l’idée avec des simulations informatiques qui liaient la stabilisation de la vitesse de rotation à un champ magnétique qui s’affaiblit. Au cours de cette transition, alors que l’étoile se dirige vers un état “paresseux” dans lequel son activité est plate plutôt que cyclique, des perturbations aléatoires de son champ magnétique peuvent entraîner des arrêts de cycle temporaires comme le minimum de Maunder, explique Nandi.

La théorie prédit que cet état de transition émergera dans les étoiles d’âge moyen, tout comme notre Soleil et cette étoile endormie nouvellement identifiée. “Tout dans cette découverte a en fait corroboré ce dont nous parlions depuis 5 ans”, déclare Metcalfe. “Nous connaissions certainement les étoiles qui ne cyclaient pas, mais nous ne savions pas comment elles y étaient arrivées – c’est comme le chaînon manquant dans cette image évolutive.”

La transition magnétique de notre Soleil a probablement commencé à peu près au même moment où la vie sur Terre a rampé pour la première fois hors de la mer, et ce n’est peut-être pas une coïncidence, suggère Metcalfe. Les particules entrantes et le rayonnement des étoiles actives endommagent l’ADN et favorisent les mutations, accélérant l’évolution. Ils « peuvent faire partie des ingrédients nécessaires pour démarrer la vie », dit-il. Mais à un moment donné, la météo spatiale énergique constitue une menace pour la vie complexe – “comme un bouton de réinitialisation cosmique géant qui se déclenche toujours”, ajoute-t-il.

Les étoiles subissant une transition du cyclisme à l’écurie pourraient fournir l’équilibre idéal entre étincelle et protection pour nourrir la vie. “Si nous recherchons des civilisations technologiques”, dit Metcalfe, “peut-être que le meilleur endroit pour regarder est autour des étoiles qui sont dans la seconde moitié de [their] vies » – en d’autres termes, entrer juste dans une crise de la quarantaine.

Leave a Comment