AVALIANDO A HABITABILIDADE DOS PLANETAS EM TORNO DE ANÃS VERMELHAS VELHAS 6 de novembro de 2020
Impressão de artista da Estrela de Barnard e na inserção está a curva de raios-X.
Crédito: raios-X - NASA/CXC/Universidade do Colorado/K. France et al.; ilustração - NASA/CXC/M. Weiss
Os planetas que orbitam perto das estrelas mais abundantes e duradouras da nossa Via Láctea podem ser menos hospitaleiros para a vida do que se pensava.
Um novo estudo usando o Observatório de raios-X Chandra e o Telescópio Espacial Hubble da NASA examinou a anã vermelha chamada Estrela de Barnard, que tem mais ou menos 10 mil milhões de anos, mais do dobro da idade atual do Sol. As anãs vermelhas são muito mais frias e menos massivas do que o Sol, e espera-se que vivam muito mais tempo porque não consomem o seu combustível tão depressa. A Estrela de Barnard é uma das estrelas mais próximas, a uma distância de apenas 6 anos-luz.
As anãs vermelhas jovens, com idades inferiores a alguns milhares de milhões de anos, são conhecidas como fortes fontes de radiação altamente energética, incluindo rajadas de radiação ultravioleta e raios-X. No entanto, os cientistas sabem menos sobre quanta radiação prejudicial as anãs vermelhas emitem mais tarde nas suas vidas.
As novas observações concluíram que aproximadamente 25% do tempo, a Estrela de Barnard liberta proeminências escaldantes, que podem danificar a atmosfera dos planetas que orbitam perto. Embora o seu único planeta conhecido não tenha temperaturas habitáveis, este estudo acrescenta evidências de que as anãs vermelhas podem apresentar sérios desafios para a vida nos seus planetas.
"As anãs vermelhas são os tipos mais comuns de estrelas, e os seus tamanhos pequenos tornam-nas favoráveis para o estudo de planetas em órbita. Os astrónomos estão interessados em entender quais são as perspetivas de planetas habitáveis em torno das anãs vermelhas," disse Kevin France, da Universidade do Colorado em Boulder, EUA, que liderou o estudo. "A Estrela de Barnard é um ótimo estudo de caso para aprender o que acontece em particular com as anãs vermelhas mais velhas."
As observações da Estrela de Barnard com o Hubble, realizadas em março de 2019 pela equipa de investigação, revelaram duas proeminências ultravioletas altamente energéticas, e as observações do Chandra em junho de 2019 revelaram uma em raios-X. Ambas as observações duraram cerca de 7 horas.
"Caso estes instantâneos sejam representativos de quão ativa é a Estrela de Barnard, então está a emitir uma grande quantidade de radiação prejudicial," disse o coautor Girish Duvvuri, também da Universidade do Colorado. "Esta quantidade de atividade é surpreendente para uma anã vermelha velha."
A equipa então estudou o que estes resultados significam para planetas rochosos que orbitam na zona habitável - a zona onde a água líquida pode existir à superfície de um planeta - de uma anã vermelha como a Estrela de Barnard.
Qualquer atmosfera formada no início da história de um planeta na zona habitável provavelmente sofreu erosão devido à radiação altamente energética da estrela durante a sua juventude volátil. Mais tarde, no entanto, as atmosferas dos planetas podem regenerar-se à medida que a estrela se torna menos ativa com a idade. Este processo de regeneração pode ocorrer por gases libertados por impactos de material sólido ou gases libertados por processos vulcânicos.
No entanto, a investida de proeminências poderosas como as aqui relatadas, ocorrendo repetidamente ao longo de centenas de milhões de anos, pode erodir qualquer atmosfera regenerada em planetas rochosos na zona habitável. Isto reduziria a hipótese destes mundos suportarem vida.
Devido a estas descobertas surpreendentes de proeminências, a equipa considerou outras possibilidades de vida em planetas que orbitam anãs vermelhas velhas como a Estrela de Barnard. Embora os planetas na zona habitável tradicional possam não ser capazes de manter a sua atmosfera devido ao clima estelar, os astrónomos podem estender as suas buscas por planetas a distâncias maiores da estrela hospedeira, onde as doses de radiação altamente energética são mais baixas. A estas distâncias maiores, é possível que o efeito estufa de gases que não o dióxido de carbono, como o hidrogénio, 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. "A nossa investigação mostra um fator importante que precisa ser levado em conta na questão complicada da habitabilidade planetária."
Os planetas para lá do nosso Sistema Solar são conhecidos como exoplanetas. Até agora foram confirmados mais de 4000 exoplanetas, e muitos orbitam anãs vermelhas. Entender o que torna os planetas habitáveis é do interesse dos cientistas no campo da astrobiologia, que estuda a origem da vida na Terra e onde pode existir no Sistema Solar e além.
A equipa está atualmente a estudar a radiação altamente energética 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 coautor Tommi Koskinen, da Universidade do Arizona em Tucson. "Nesse caso, a conclusão pode ser que planetas em torno de estrelas mais massivas, como o 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 o seu planeta conhecido tem um massa três vezes a da Terra, orbitando a uma distância mais ou menos equivalente à separação Mercúrio-Sol.
O artigo que descreve estes resultados foi publicado dia 30 de outubro de 2020 na revista The Astronomical Journal e está disponível online.
Curvas de luz, no ultravioleta e em raios-X, da Estrela de Barnard.
Crédito: raios-X - NASA/CXC/Universidade do Colorado/K. France et al.; curva de luz UV - NASA/STScI
