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Raios-X revelam caráter de possíveis estrelas com planetas


GJ 176: uma estrela parecida com o Sol como mais de mil milhões de anos.
Crédito: raios-X - NASA/CXC/Queen's University de Belfast/R. Booth, et al.; Ilustração - NASA/CXC/M. Weiss

Um novo estudo em raios-X revelou que estrelas como o Sol e as suas primas menos massivas acalmam-se surpreendentemente depressa após uma juventude turbulenta. Este resultado tem implicações positivas para a habitabilidade a longo prazo dos planetas em órbita dessas estrelas.

Uma equipa de investigadores usou dados do Observatório de raios-X Chandra da NASA e do XMM-Newton da ESA para ver como o brilho de raios-X de estrelas semelhantes ao Sol se comporta ao longo do tempo. A emissão de raios-X de uma estrela vem de uma camada fina, quente e exterior chamada coroa. A partir de estudos da emissão solar em raios-X, os astrónomos determinaram que a coroa é aquecida por processos relacionados com a interação de movimentos turbulentos e com os campos magnéticos nas camadas exteriores de uma estrela.

Níveis elevados de atividade magnética podem produzir raios-X brilhantes e radiação ultravioleta a partir de proeminências estelares. A forte atividade magnética também pode gerar erupções poderosas de material a partir da superfície da estrela. Estas erupções e radiação podem afetar os planetas e danificar ou destruir as suas atmosferas, conforme observado em estudos anteriores, incluindo trabalhos do Chandra relatados em 2011 e 2013.

Tendo em conta que os raios-X estelares espelham a atividade magnética, as observações em raios-X podem dizer aos astrônomos mais sobre o ambiente altamente energético ao redor da estrela. O novo estudo usa dados raios-X do Chandra e do XMM-Newton para mostrar que as estrelas como o Sol e as suas primas menos massivas diminuem de brilho em raios-X surpreendentemente depressa.

Especificamente, os cientistas examinaram 24 estrelas com massas parecidas à do Sol ou menos, e idades de mil milhões de anos ou mais (para contexto, o Sol tem 4,5 mil milhões de anos). O declínio observado no brilho de raios-X implica um declínio rápido na atividade energética, o que pode proporcionar um ambiente hospitaleiro para a formação e evolução da vida em quaisquer planetas em órbita.

"Esta é uma boa notícia para a habitabilidade futura de planetas em órbita de estrelas tipo-Sol, porque a quantidade de raios-X e raios UV prejudiciais que atingem esses mundos oriundos de proeminências estelares será menor do que pensávamos," realça Rachel Booth, estudante da Queen's University em Belfast, Reino Unido, que liderou o estudo.

Este resultado é diferente de outros trabalhos recentes sobre estrelas de massas semelhantes à do Sol com idades inferiores a um bilhão de anos. O novo trabalho mostra que estrelas mais velhas diminuem de atividade muito mais depressa do que as suas homólogas mais jovens.

"Ouvimos muito sobre a volatilidade de estrelas menos massivas que o Sol, como TRAPPIST-1 ou Proxima Centauri, e como isso é mau para as atmosferas que podem sustentar vida nos seus planetas," salienta Katja Poppenhaeger, coautora da Queen's University e do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica em Cambridge, no estado norte-americano de Massachusetts. "É refrescante ter boas notícias para partilhar sobre a potencial habitabilidade."

Para compreender quão depressa o nível de atividade magnética estelar muda ao longo do tempo, os astrônomos necessitam de idades precisas para muitas estrelas diferentes. Esta é uma tarefa difícil, mas novas estimativas precisas de idades ficaram recentemente disponíveis graças a estudos do modo como uma estrela pulsa usando as missões Kepler da NASA e CoRoT da ESA. Estas novas estimativas de idade foram utilizadas para a maioria das 24 estrelas estudadas aqui.

Os astrônomos observaram que a maioria das estrelas são muito ativas magneticamente quando jovens, pois giram rapidamente. À medida que a estrela em rotação perde energia com o tempo, gira mais devagar, a atividade magnética equilibra-se, juntamente com a emissão associada de raios-X, que cai.

"Não temos a certeza porque é que as estrelas mais velhas se acalmam relativamente depressa," afirma o coautor Chris Watson da Queen's University. "No entanto, sabemos que levou à formação bem sucedida da vida em pelo menos um caso - em torno do nosso próprio Sol."

Uma possibilidade é que a diminuição da rotação das estrelas mais antigas ocorre mais depressa do que nas estrelas mais novas. Outra possibilidade é que o brilho em raios-X diminui mais rapidamente com o tempo para estrelas mais velhas e de rotação mais lenta do que para estrelas mais jovens.

O artigo que descreve estes resultados foi aceite para publicação na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e está disponível online.



FONTE: http://www.ccvalg.pt



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