Embora violentas e imprevisíveis, as explosões estelares emitidas pela estrela hospedeira de um planeta não impedem necessariamente a formação de vida, de acordo com um novo estudo da Northwestern University.
Emitidos por estrelas, os clarões estelares são flashes repentinos de imagens magnéticas. Na Terra, as erupções do sol às vezes danificam satélites e interrompem as comunicações de rádio. Em outras partes do universo, explosões estelares robustas também têm a capacidade de esgotar e destruir gases atmosféricos, como o ozônio. Sem o ozônio, níveis nocivos de radiação ultravioleta (UV) podem penetrar na atmosfera de um planeta, diminuindo assim suas chances de abrigar vida na superfície.
Ao combinar a química atmosférica 3-D e a modelagem climática com dados de flare observados de estrelas distantes, uma equipe liderada pela Northwestern descobriu que flares estelares podem desempenhar um papel importante na evolução a longo prazo da atmosfera e habitabilidade de um planeta.
“Comparamos a química atmosférica de planetas que experimentam erupções freqüentes com planetas que não experimentam erupções. A química atmosférica de longo prazo é muito diferente”, disse Howard Chen da Northwestern, o primeiro autor do estudo. “Flares contínuos realmente conduzem a composição atmosférica de um planeta a um novo equilíbrio químico.”
“Descobrimos que chamas estelares podem não impedir a existência de vida”, acrescentou Daniel Horton, autor sênior do estudo. “Em alguns casos, a queima não destrói todo o ozônio atmosférico. A vida na superfície ainda pode ter uma chance de lutar.”
O estudo foi publicado no dia 21 de dezembro na revista Nature Astronomy. É um esforço conjunto entre pesquisadores da Northwestern, da University of Colorado em Boulder, da University of Chicago, do Massachusetts Institute of Technology e da NASA Nexus for Exoplanet System Science (NExSS).
Horton é professor assistente de Ciências da Terra e planetárias no Weinberg College of Arts and Sciences da Northwestern. Chen é um Ph.D. candidato no Grupo de Pesquisa de Mudanças Climáticas de Horton e futuro investigador da NASA.
Importância dos flares
Todas as estrelas – incluindo nosso próprio sol – brilham ou liberam energia armazenada aleatoriamente. Felizmente para os terráqueos, as labaredas do sol costumam ter um impacto mínimo no planeta.
“Nosso Sol é mais um gigante gentil”, disse Allison Youngblood, astrônoma da Universidade do Colorado e co-autora do estudo. “É mais velho e não tão ativo quanto estrelas mais jovens e menores. A Terra também tem um forte campo magnético, que desvia os ventos prejudiciais do sol.”
Infelizmente, a maioria dos exoplanetas potencialmente habitáveis não tem tanta sorte. Para que os planetas possam abrigar vida, eles devem estar próximos o suficiente de uma estrela para que sua água não congele – mas não tão próximos que a água evapore.
“Estudamos planetas orbitando nas zonas habitáveis de estrelas anãs M e K – as estrelas mais comuns do universo”, disse Horton. “As zonas habitáveis em torno dessas estrelas são mais estreitas porque as estrelas são menores e menos poderosas do que estrelas como o nosso sol. Por outro lado, acredita-se que as estrelas anãs M e K tenham atividade de queima mais frequente do que nosso sol, e seus planetas bloqueados por maré são improvável que tenha campos magnéticos ajudando a desviar seus ventos estelares. ”
Chen e Horton conduziram anteriormente um estudo das médias climáticas de longo prazo dos sistemas estelares anões M. Flares, no entanto, ocorrem em escalas de tempo de horas ou dias. Embora essas breves escalas de tempo possam ser difíceis de simular, incorporar os efeitos das chamas é importante para formar uma imagem mais completa das atmosferas de exoplanetas. Os pesquisadores conseguiram isso incorporando dados de flare do Transiting Exoplanet Satellite Survey da NASA, lançado em 2018, em suas simulações de modelo.
Usando sinalizadores para detectar vida
Se houver vida nesses exoplanetas anões M e K, trabalhos anteriores levantam a hipótese de que chamas estelares podem torná-los mais fáceis de detectar. Por exemplo, chamas estelares podem aumentar a abundância de gases indicadores de vida (como dióxido de nitrogênio, óxido nitroso e ácido nítrico) de níveis imperceptíveis para detectáveis.
“Os eventos climáticos espaciais são normalmente vistos como um prejuízo para a habitabilidade”, disse Chen. “Mas nosso estudo mostra quantitativamente que algum clima espacial pode realmente nos ajudar a detectar assinaturas de gases importantes que podem significar processos biológicos.”
Este estudo envolveu pesquisadores de uma ampla gama de experiências e experiências, incluindo cientistas do clima, cientistas de exoplanetas, astrônomos, teóricos e observadores.
“Este projeto foi resultado de um fantástico esforço coletivo de equipe”, disse Eric T. Wolf, cientista planetário da CU Boulder e co-autor do estudo. “Nosso trabalho destaca os benefícios dos esforços interdisciplinares ao investigar as condições em planetas extrasolares.”
Publicado em 22/12/2020 09h40
Artigo original:
Estudo original: