Astrónomos que trabalham com o Observatório XMM-Newton da Agência Espacial Europeia e com o radiotelescópio LOFAR encontraram evidências claras de uma violenta explosão de material lançada ao espaço por uma estrela distante. O fluxo foi forte o suficiente para que qualquer planeta próximo ao seu caminho provavelmente arrancasse sua atmosfera.
A explosão foi identificada como uma ejeção de massa coronal (CME), um tipo de explosão frequentemente produzida pelo Sol. Durante uma CME, grandes quantidades de partículas carregadas e plasma são empurradas para fora da estrela, preenchendo o espaço circundante. Estas explosões dramáticas afetam o que chamamos de clima espacial, como a aurora na Terra, e podem erodir lentamente as atmosferas dos planetas vizinhos.
Os cientistas há muito que suspeitam que outras estrelas produzem as suas próprias CMEs, mas ainda não foram conseguidas provas convincentes. Esse vazio agora foi preenchido.
“Há décadas que os astrónomos querem encontrar uma EMC noutra estrela,” disse Joe Collingham do Instituto Holandês de Radioastronomia (ASTRON), autor do estudo recentemente publicado. a natureza. “Pesquisas anteriores especularam que eles existem, ou sugeriram a sua presença, mas não confirmaram realmente que o material escapou definitivamente para o espaço. Agora conseguimos fazer isso pela primeira vez.”
Um raro sinal de rádio identifica o material que está sendo ejetado da estrela
Quando uma EMC atravessa as camadas externas de uma estrela para fora e para a região circundante, ela cria uma onda de choque com uma explosão repentina de ondas de rádio (uma forma de luz). Joe e os seus colegas detectaram este sinal de rádio curto e intenso e localizaram-no numa estrela a cerca de 130 anos-luz de distância.
“Este tipo de sinal de rádio não existiria a menos que o material tivesse saído completamente da bolha do forte magnetismo da estrela”, acrescentou Joe. “Em outras palavras: foi causado por um CME”.
Uma anã vermelha hiperativa com poder devastador de planetas
A estrela em erupção é uma anã vermelha, uma estrela muito mais fria, mais fraca e menor que o Sol. Difere do nosso Sol em vários aspectos importantes: tem cerca de metade da massa do Sol, gira 20 vezes mais rápido e tem um campo magnético aproximadamente 300 vezes mais forte. A maioria dos planetas descobertos na Via Láctea orbitam essas estrelas.
Sinais de rádio detectados com o Low Frequency Array (LOFAR), para o qual os co-autores Cyril Tasse e Philippe Jarca do Observatoire de Paris-PSL desenvolveram novas técnicas de processamento de dados. A equipa confiou então no XMM-Newton da ESA para medir a temperatura, a rotação e o brilho dos raios X da estrela. Esses detalhes foram necessários para explicar a explosão de rádio e determinar a natureza da explosão.
“Precisamos da sensibilidade e frequência do LOFAR para detectar ondas de rádio”, disse o co-autor David Konijn, um estudante de doutoramento que trabalha com Joe na ASTRON. “E sem o XMM-Newton, não poderíamos determinar a velocidade da CME ou colocá-la num contexto solar, sendo ambos críticos para provar o que descobrimos. O telescópio por si só não era suficiente – precisávamos de ambos.”
Suas medições mostram que o CME está viajando a cerca de 2.400 km por segundo. CMEs rápidas ocorrem em apenas 1 em cada 2.000 eventos no Sol. A explosão também foi densa e poderosa o suficiente para retirar completamente a atmosfera de qualquer planeta orbitando esta estrela.
Implicações para a vida em torno das anãs vermelhas
A capacidade de tal CME remover a atmosfera é um fator importante na busca por vida fora do Sistema Solar. A habitabilidade de um planeta está muitas vezes ligada ao facto de este se enquadrar na “zona habitável” da sua estrela, onde pode existir água líquida na superfície de um planeta com as condições atmosféricas adequadas. O conceito é semelhante ao conceito Cachinhos Dourados: muito perto é muito quente, muito longe, muito frio, e a área intermediária é potencialmente ideal.
No entanto, uma estrela com erupções violentas frequentes e clima espacial extremo pode retirar um planeta bem posicionado da sua atmosfera. Um mundo repetidamente exposto a CMEs de alta energia poderia ser reduzido a rocha nua, mesmo que orbitasse a uma distância geralmente considerada favorável à vida.
“Este trabalho abre uma nova fronteira observacional para estudar e compreender as erupções e o clima espacial em torno de outras estrelas,” acrescentou Henrik Eklund, investigador da ESA baseado no Centro Europeu de Investigação e Tecnologia Espacial (ESTEC) em Noordwijk, Holanda.
“Já não estamos limitados a extrapolar a nossa compreensão das CMEs do Sol para outras estrelas. Parece que o clima espacial intenso pode ser mais extremo em torno de estrelas mais pequenas – os principais hospedeiros de exoplanetas potencialmente habitáveis. Isto tem implicações importantes na forma como estes planetas retêm as suas atmosferas e possivelmente permanecem habitáveis ao longo do tempo.”
Expandindo o estudo do clima espacial extremo
Esta descoberta aprofunda o nosso conhecimento sobre o clima espacial de forma mais ampla, uma área que tem sido estudada pela ESA através de missões que incluem a SOHO, a série Probe, Swarm e a Solar Orbiter.
O XMM-Newton continua a ser um observatório chave para sondar ambientes de alta energia em todo o Universo. Desde o seu lançamento em 1999, explorou o núcleo galáctico, estudou a evolução estelar, investigou as regiões em torno dos buracos negros e observou explosões de radiação intensa de estrelas e galáxias distantes.
“O XMM-Newton está agora a ajudar-nos a descobrir como as CMEs variam numa base estelar, algo que é interessante não só no estudo das nossas estrelas e do nosso Sol, mas também na nossa procura de mundos habitáveis em torno de outras estrelas,” disse o cientista do projecto XMM-Newton da ESA, Eric Kulkers. “Também demonstra o imenso poder da colaboração, que sustenta toda a ciência bem sucedida. A descoberta foi um verdadeiro esforço de equipa e resolve a busca de décadas por CMEs fora do Sol.”
