L’aurora di un esopianeta

Le aurore terrestri, boreali o australi, offrono uno spettacolo superbo alle persone che vivono nelle regioni polari. La loro luce tende ad assumere colorazioni verdi e rosse, ed ondeggiano nel cielo come un essere vivente. Una nuova ricerca mostra che le aurore su lontani “pianeti gioviani caldi” potrebbero essere 100-1000 volte più luminose delle aurore terrestri.
“Mi piacerebbe avere una prenotazione in un tour per vedere le aurore!” ha detto l’autore Ofer Cohen, presso l’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA).
Le aurore della Terra vengono create dall’interazione di particelle cariche (protoni ed elettroni) di origine solare (vento solare) con la ionosfera terrestre (atmosfera tra i 100–500 km). Tali particelle eccitano gli atomi dell’atmosfera che diseccitandosi in seguito emettono luce di varie lunghezze d’onda. Lo stesso processo può avvenire su pianeti che orbitano intorno a stelle lontane, noti come pianeti extrasolari. Possono risultare particolarmente intense quando la Terra è colpita da un’espulsione di massa coronale o CME – una gigantesca esplosione che invia miliardi di tonnellate di plasma solare (gas caldo) nel sistema solare. Un CME può disturbare la magnetosfera terrestre – la bolla di spazio protetto dal campo magnetico terrestre – causando una tempesta geomagnetica. Nel 1989, una forte espulsione di massa coronale ha colpito con tale forza che la tempesta geomagnetica ha oscurato ampie regioni del Quebec. Cohen e colleghi hanno utilizzato dei modelli per studiare che cosa succederebbe se un gigante gassoso in orbita a pochi milioni di chilometri dalla sua stella, fosse colpito da un’eruzione stellare. Lo scopo è quello di apprendere l’effetto che avrebbe sul clima e sulla circostante magnetosfera di un eventuale pianeta extrasolare. Nel nostro sistema solare, un CME si estende mentre viaggia nello spazio, per cui è più diffusa una volta che ci raggiunge. Un pianeta gioviano caldo sarebbe raggiunto da un colpo più forte e più concentrato, come se la differenza, ipotizzando un paragone, fosse dall’essere a 100 miglia da un vulcano in eruzione o ad un solo miglio di distanza.  “L’impatto per il pianeta extrasolare sarebbe completamente diverso da ciò che vediamo nel nostro sistema solare, e molto più violento”, ha detto il co-autore Vinay Kashyap. Nel modello, un’espulsione di massa coronale colpisce il “pianeta gioviano caldo” indebolendo il suo scudo magnetico. Successivamente le particelle della CME raggiungono l’atmosfera del gigante gassoso. Le luci dell’aurora si rendono visibili sottoforma di un anello intorno all’equatore, 100-1000 volte più potente delle aurore terrestri. Nel corso di circa 6 ore, le increspature si estendono tra il Polo Nord e quello Sud del pianeta, per poi tendere a scomparire gradatamente. Nonostante le estreme forze coinvolte, il campo magnetico del pianeta extrasolare sembra reggere.
“Anche un pianeta con un campo magnetico molto più debole di Giove sarebbe rimasto relativamente sicuro.”
Questo lavoro ha importanti implicazioni per l’abitabilità di mondi rocciosi in orbita attorno a stelle lontane. Dal momento che le stelle nane rosse sono le stelle più comuni nella nostra galassia, gli astronomi hanno suggerito di dedicarsi principalmente ad esse nella ricerca di mondi simili alla Terra. Tuttavia, poiché una nana rossa è più fredda del nostro Sole, un pianeta roccioso avrebbe dovuto orbitare molto vicino alla stella per poter beneficiare di una temperatura tale da possedere acqua liquida. In quel caso però, sarebbe sottoposto a una sorta di violente eruzioni stellari. Il lavoro futuro quindi sarà dedicato a cercare di comprendere se pianeti rocciosi, poco distanti dalla propria stella, possano resistere a queste violente eruzioni stellari.