Os planetas orbitando perto das estrelas mais abundantes e duradouras em nossa Via Láctea podem ser menos hospitaleiros para a vida do que se pensava.
Um novo estudo usando o Observatório de Raios-X Chandra da NASA e o Telescópio Espacial Hubble examinou a anã vermelha chamada Estrela de Barnard, que tem cerca de 10 bilhões de anos, mais do que o dobro da idade atual do Sol. As estrelas anãs vermelhas são muito mais frias e menos massivas do que o Sol, e espera-se que vivam por muito mais tempo porque não queimam seu combustível tão rápido. A estrela de Barnard é uma das estrelas mais próximas da Terra, a uma distância de apenas 6 anos-luz.
As anãs vermelhas jovens, com idades inferiores a alguns bilhões de anos, são conhecidas como fontes fortes de radiação de alta energia, incluindo rajadas de luz ultravioleta e raios-X. No entanto, os cientistas sabem menos sobre quanta radiação prejudicial as anãs vermelhas emitem mais tarde em suas vidas.
As novas observações concluíram que cerca de 25% do tempo, a estrela de Barnard libera chamas escaldantes, que podem danificar a atmosfera dos planetas que orbitam próximo a ela. Embora seu único planeta conhecido não tenha temperaturas habitáveis, este estudo adiciona evidências de que as anãs vermelhas podem apresentar sérios desafios para a vida em seus planetas.
“As anãs vermelhas são os tipos mais numerosos de estrelas, e seus tamanhos pequenos as tornam favoráveis para estudar planetas em órbita. Os astrônomos estão interessados em entender quais são as perspectivas de planetas habitáveis ao redor das anãs vermelhas”, disse Kevin France da Universidade do Colorado em Boulder, conduziu o estudo. “Barnard’s Star é um ótimo estudo de caso para aprender sobre o que acontece em particular com as anãs vermelhas mais velhas.”
As observações do Hubble da equipe de pesquisa da estrela de Barnard feitas em março de 2019 revelaram duas chamas ultravioleta de alta energia, e as observações do Chandra em junho de 2019 revelaram uma de raios-X. Ambas as observações duraram cerca de sete horas.
“Se esses instantâneos são representativos de quão ativo o Barnard’s Star é, então ele está emitindo uma grande quantidade de radiação prejudicial”, disse o co-autor do estudo Girish Duvvuri, também da Universidade do Colorado. “Essa quantidade de atividade é surpreendente para uma velha anã vermelha.”
A equipe então estudou o que esses resultados significam para planetas rochosos orbitando na zona habitável – a zona onde água líquida poderia existir na superfície de um planeta – de uma anã vermelha como a Estrela de Barnard.
Qualquer atmosfera formada no início da história de um planeta de zona habitável provavelmente foi erodida pela radiação de alta energia da estrela durante sua juventude volátil. Mais tarde, no entanto, as atmosferas dos planetas podem se regenerar à medida que a estrela se torna menos ativa com a idade. Este processo de regeneração pode ocorrer por gases liberados por impactos de materiais sólidos ou gases liberados por processos vulcânicos.
No entanto, o ataque de explosões poderosas como as relatadas aqui, ocorrendo repetidamente ao longo de centenas de milhões de anos, pode erodir qualquer atmosfera regenerada em planetas rochosos na zona habitável. Isso reduziria a chance de esses mundos suportarem vida.
Por causa dessas descobertas surpreendentes de flare, a equipe considerou outras possibilidades de vida em planetas orbitando velhas anãs vermelhas como a Estrela de Barnard. Embora os planetas na zona habitável tradicional possam não ser capazes de manter sua atmosfera por causa das chamas, os astrônomos podem estender suas buscas por planetas a distâncias maiores da estrela hospedeira, onde as doses de radiação de alta energia são menores. Nessas distâncias maiores, é possível que um efeito estufa de gases diferentes do dióxido de carbono, como o hidrogênio, permita a existência de água líquida.
“É difícil dizer qual é a probabilidade de qualquer planeta em qualquer sistema ser habitável hoje ou no futuro”, disse Allison Youngblood da Universidade do Colorado. “Nossa pesquisa mostra um fator importante que precisa ser considerado na complicada questão sobre se um planeta pode ou não suportar vida.”
Os planetas além da órbita do Sol também são conhecidos como exoplanetas. Mais de 4.000 exoplanetas foram confirmados até agora, e muitos deles orbitam anãs vermelhas. Entender o que torna os planetas habitáveis é do interesse dos cientistas no campo da astrobiologia, que estuda como a vida se originou na Terra e onde ela pode existir no sistema solar e além.
A equipe está atualmente estudando a radiação de alta energia de muitas outras anãs vermelhas para determinar se a estrela de Barnard é típica.
“Pode acontecer que a maioria das anãs vermelhas seja hostil à vida”, disse o co-autor Tommi Koskinen, da Universidade do Arizona em Tucson. “Nesse caso, a conclusão pode ser que os planetas em torno de estrelas mais massivas, como nosso próprio Sol, podem ser o local ideal para procurar mundos habitados com a próxima geração de telescópios.”
A estrela de Barnard tem 16% da massa do Sol e seu planeta conhecido tem uma massa cerca de três vezes a da Terra, orbitando a uma distância aproximadamente igual à separação Mercúrio-Sol.
Um artigo descrevendo esses resultados foi publicado em 30 de outubro de 2020 no The Astronomical Journal e está disponível online. O Marshall Space Flight Center da NASA gerencia o programa Chandra. O Chandra X-ray Center do Smithsonian Astrophysical Observatory controla a ciência e as operações de voo de Cambridge e Burlington, Massachusetts.
Publicado em 05/11/2020 16h16
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