Les astronomes ont compris depuis longtemps qu’il existe un lien entre l’activité magnétique d’une étoile et la quantité de rayons X qu’elle émet. Lorsque les étoiles sont jeunes, elles sont magnétiquement actives, du fait qu'elles subissent une rotation rapide. Mais au fil du temps, les étoiles perdent de l'énergie de rotation et leurs champs magnétiques s'affaiblissent. Parallèlement, leurs émissions de rayons X associées commencent également à baisser.
Fait intéressant, cette relation entre l’activité magnétique d’une étoile et les émissions de rayons X pourrait être un moyen de trouver des systèmes stellaires potentiellement habitables. C’est pourquoi une équipe internationale dirigée par des chercheurs de l’Université Queen’s de Belfast a mené une étude dans laquelle ils ont répertorié l’activité des rayons X de 24 étoiles semblables au soleil. Ce faisant, ils ont pu déterminer à quel point ces systèmes stellaires pouvaient être accueillants pour la vie.
Cette étude, intitulée «Une amélioration de la relation âge-activité pour les étoiles fraîches plus âgées qu'un Gigayear», a récemment paru dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society. Dirigée par Rachel Booth, étudiante au doctorat au Astrophysics Research Center de l'Université Queen's de Belfast, l'équipe a utilisé les données de l'Observatoire de rayons X Chandra de la NASA et du XMM-Newton de l'ESA pour examiner comment la luminosité des rayons X de 24 étoiles semblables au soleil a changé. heures supplémentaires.
Pour comprendre comment l'activité magnétique stellaire (et donc l'activité des rayons X) change au fil du temps, les astronomes ont besoin d'évaluations précises de l'âge pour de nombreuses étoiles différentes. Cela a été difficile dans le passé, mais grâce à des missions telles que l'observatoire spatial Kepler de la NASA et la mission Convection, Rotation et transits planétaires (CoRoT) de l'ESA, de nouvelles estimations précises de l'âge sont devenues disponibles ces dernières années.
En utilisant ces estimations d'âge, Booth et ses collègues se sont appuyés sur les données de l'observatoire aux rayons X de Chandra et de l'observatoire XMM-Newton pour examiner 24 étoiles proches. Ces étoiles étaient toutes de masse similaire à notre Soleil (une étoile naine jaune de type G de la séquence principale) et avaient au moins 1 milliard d'années. À partir de cela, ils ont déterminé qu'il y avait un lien clair entre l'âge de l'étoile et leurs émissions de rayons X. Comme ils le disent dans leur étude:
«Nous trouvons 14 étoiles avec des luminosités aux rayons X détectables et les utilisons pour calibrer la relation âge-activité. Nous trouvons une relation entre la luminosité stellaire des rayons X, normalisée par la surface stellaire, et l'âge qui est plus raide que les relations trouvées pour les étoiles plus jeunes… »
En bref, sur les 24 étoiles de leur échantillon, l'équipe a constaté que 14 avaient des émissions de rayons X qui étaient discernables. À partir de ceux-ci, ils ont pu calculer l'âge de l'étoile et déterminer qu'il y avait une relation entre leur longévité et leur luminosité. En fin de compte, cela a démontré que les étoiles comme notre Soleil sont susceptibles d'émettre moins de rayonnement à haute énergie car elles dépassent le milliard d'années.
Et bien que la raison de cela ne soit pas entièrement claire, les astronomes explorent actuellement diverses causes possibles. Une possibilité est que pour les étoiles plus âgées, la réduction du taux de rotation se produit plus rapidement que pour les étoiles plus jeunes. Une autre possibilité est que la luminosité des rayons X diminue plus rapidement pour les étoiles plus anciennes à rotation plus lente que pour les étoiles plus jeunes et plus rapides.
Quelle que soit la cause, la relation entre l'âge d'une étoile et ses émissions de rayons X pourrait fournir aux astronomes et aux chasseurs d'exoplanètes un autre outil pour évaluer la possibilité d'habitabilité d'un système. Partout où se trouve une étoile de type G ou de type K, la connaissance de l'âge de l'étoile pourrait aider à imposer des contraintes sur l'habitabilité potentielle des planètes en orbite.
