Astrônomos que trabalham com o observatório XMM-Newton da Agência Espacial Europeia e o telescópio de rádio LOFAR obtiveram evidências claras de uma violenta explosão de material lançada ao espaço por uma estrela distante. O fluxo foi tão intenso que qualquer planeta próximo em seu caminho provavelmente teria sua atmosfera arrancada.
Essa explosão foi identificada como uma ejeção de massa coronal (CME), um tipo de erupção frequentemente produzida pelo Sol. Durante uma CME, enormes quantidades de partículas carregadas e plasma são empurradas para fora da estrela, preenchendo o espaço ao redor. Esses eventos dramáticos influenciam o que chamamos de clima espacial, impactam fenômenos como as auroras na Terra e podem gradualmente erodir as atmosferas de planetas vizinhos.
Os cientistas suspeitavam há muito tempo que outras estrelas gerassem suas próprias CMEs, mas a prova convincente havia permanecido elusiva. Esse vazio agora foi preenchido.
“Os astrônomos queriam detectar uma CME em outra estrela há décadas,” diz Joe Callingham do Instituto Neerlandês de Astronomia de Rádio (ASTRON), autor da nova pesquisa publicada na Nature. “Descobertas anteriores inferiram que elas existem ou indicaram sua presença, mas não conseguiram confirmar de forma definitiva que material escapou para o espaço. Nós conseguimos fazer isso pela primeira vez.”
Um Sinal de Rádio Raro Marca Material Escapando da Estrela
À medida que uma CME se espalha pelas camadas externas de uma estrela e para a região circundante, ela gera uma onda de choque junto com um repentino surto de ondas de rádio (uma forma de luz). Joe e seus colegas detectaram esse breve e intenso sinal de rádio e rastrearam sua origem até uma estrela localizada a cerca de 130 anos-luz de distância.
“Esse tipo de sinal de rádio simplesmente não existiria a menos que material tivesse completamente deixado a bolha magnética poderosa da estrela,” acrescenta Joe. “Em outras palavras: é causado por uma CME.”
Uma Anã Vermelha Hiperativa com Poder de Queimar Planetas
A estrela que produziu a erupção é uma anã vermelha, que é um tipo de estrela muito mais fria, mais fraca e menor do que o Sol. Ela difere do nosso Sol em várias maneiras principais: tem cerca da metade da massa do Sol, gira 20 vezes mais rápido e possui um campo magnético estimado em 300 vezes mais forte. A maioria dos planetas descobertos na Via Láctea orbita estrelas desse tipo.
O sinal de rádio foi detectado com a Rede de Baixa Frequência (LOFAR) graças a novas técnicas de processamento de dados desenvolvidas pelos co-autores Cyril Tasse e Philippe Zarka no Observatório de Paris-PSL. A equipe então contou com o XMM-Newton da ESA para medir a temperatura, rotação e brilho em raios-X da estrela. Esses detalhes foram necessários para interpretar o surto de rádio e determinar a natureza da erupção.
“Precisávamos da sensibilidade e frequência do LOFAR para detectar as ondas de rádio,” diz o co-autores David Konijn, um estudante de doutorado que trabalha com Joe no ASTRON. “E sem o XMM-Newton, não teríamos sido capazes de determinar o movimento da CME ou colocá-la em um contexto solar, ambos cruciais para provar o que encontramos. Nenhum dos telescópios sozinho seria suficiente – precisávamos de ambos.”
As medições revelaram que a CME estava viajando a cerca de 2400 km por segundo. CMEs tão rápidas ocorrem apenas em 1 em cada 2000 eventos no Sol. A explosão também era densa e enérgica o suficiente para que qualquer planeta que orbitasse de perto essa estrela pudesse ter sua atmosfera inteiramente despojada.
Implicações para a Vida ao Redor de Anãs Vermelhas
A capacidade de tal CME remover atmosferas é um fator importante na busca por vida além do Sistema Solar. A habitabilidade de um planeta é frequentemente ligada à sua posição dentro da ‘zona habitável’ de sua estrela, onde a água líquida pode persistir na superfície de um planeta com as condições atmosféricas adequadas. O conceito é parecido com a ideia de Goldilocks: muito perto é quente demais, muito longe é frio demais, e a região do meio pode ser potencialmente ideal.
No entanto, uma estrela que frequentemente libera erupções fortes e clima espacial extremo pode roubar até mesmo de um planeta bem posicionado sua atmosfera. Um mundo exposto a repetidas CMEs de alta energia poderia ser reduzido a uma rocha nua, mesmo que orbite a uma distância normalmente considerada favorável à vida.
“Esse trabalho abre uma nova fronteira observacional para estudar e entender erupções e clima espacial ao redor de outras estrelas,” acrescenta Henrik Eklund, um pesquisador da ESA baseado no Centro Europeu de Pesquisa e Tecnologia Espacial (ESTEC) em Noordwijk, Países Baixos.
“Não estamos mais limitados a extrapolar nossa compreensão das CMEs do Sol para outras estrelas. Parece que o clima espacial intenso pode ser ainda mais extremo ao redor de estrelas menores – os principais anfitriões de exoplanetas potencialmente habitáveis. Isso tem implicações importantes sobre como esses planetas mantêm suas atmosferas e possivelmente permanecem habitáveis ao longo do tempo.”
Expandindo o Estudo do Clima Espacial Extremo
Essa descoberta também aprofunda nosso conhecimento sobre o clima espacial de forma mais ampla, uma área que é estudada há muito tempo pela ESA através de missões como SOHO, a série Proba, Swarm e Solar Orbiter.
O XMM-Newton continua sendo um observatório fundamental para examinar ambientes de alta energia em todo o Universo. Desde seu lançamento em 1999, tem explorado núcleos de galáxias, estudado a evolução estelar, investigado regiões ao redor de buracos negros e observado explosões de radiação intensa de estrelas e galáxias distantes.
“O XMM-Newton agora está nos ajudando a descobrir como as CMEs variam de estrela para estrela, algo que não é apenas interessante em nosso estudo de estrelas e do nosso Sol, mas também nossa busca por mundos habitáveis ao redor de outras estrelas,” diz o Cientista do Projeto do XMM-Newton, Erik Kuulkers. “Isso também demonstra o imenso poder da colaboração, que fundamenta toda ciência bem-sucedida. A descoberta foi um verdadeiro esforço em equipe e resolve a busca de décadas por CMEs além do Sol.”
