Astrônomos detectam uma rara erupção destruidora de planetas em uma estrela próxima

Esta 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 circundante. Estas explosões dramáticas impulsionam o que chamamos de clima espacial, influenciam eventos como as auroras na Terra e podem erodir gradualmente as atmosferas dos planetas vizinhos.

Os cientistas há muito que suspeitavam que outras estrelas geravam as suas próprias CMEs, mas ainda não havia provas convincentes. Essa lacuna foi agora preenchida.

“Há décadas que os astrónomos querem detectar uma CME noutra estrela”, diz Joe Callingham, do Instituto Holandês de Radioastronomia (ASTRON), autor da nova investigação publicada em Natureza. “Descobertas anteriores inferiram que eles existem, ou sugeriram a sua presença, mas não confirmaram realmente que o material escapou definitivamente para o espaço. Conseguimos agora fazer isto pela primeira vez.”

Um raro sinal de rádio marca material escapando da estrela

À medida que uma CME avança através das camadas exteriores de uma estrela e para a região circundante, gera uma onda de choque juntamente com uma explosão repentina de ondas de rádio (uma forma de luz). Joe e os seus colegas detectaram este breve e intenso sinal de rádio e rastrearam-no até uma estrela localizada a cerca de 130 anos-luz de distância.

“Este tipo de sinal de rádio simplesmente não existiria a menos que o material tivesse deixado completamente a bolha de poderoso magnetismo da estrela”, acrescenta Joe. “Em outras palavras: é causado por um CME”.

Uma anã vermelha hiperativa com poder abrasador do planeta

A estrela que produz a erupção é uma anã vermelha, que é um tipo de estrela muito mais fria, mais escura 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 o seu campo magnético é estimado 300 vezes mais forte. A maioria dos planetas descobertos na Via Láctea orbitam estrelas deste tipo.

O sinal de rádio foi detectado com o Low Frequency Array (LOFAR) graças às novas técnicas de processamento de dados desenvolvidas pelos co-autores Cyril Tasse e Philippe Zarka no Observatoire de Paris-PSL. A equipe 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 interpretar a explosão de rádio e determinar a natureza da erupção.

“Precisávamos da sensibilidade e frequência do LOFAR para detectar as ondas de rádio”, diz o co-autor David Konijn, um estudante de doutoramento que trabalha com Joe na ASTRON. “E sem o XMM-Newton, não teríamos sido capazes de determinar o movimento do CME ou colocá-lo num contexto solar, ambos cruciais para provar o que havíamos descoberto. Nenhum dos telescópios por si só teria sido suficiente – precisávamos de ambos.”

Suas medições revelaram que o CME viajava a cerca de 2.400 km por segundo. CMEs tão rápidas ocorrem em apenas cerca de 1 em cada 2.000 eventos no Sol. A explosão também foi densa e energética o suficiente para que qualquer planeta orbitando perto desta estrela pudesse ter sua atmosfera totalmente destruída.

Implicações para a vida em torno das anãs vermelhas

A capacidade de tal CME remover atmosferas é um factor importante na procura de 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 a água líquida pode persistir na superfície de um planeta com as condições atmosféricas adequadas. O conceito é semelhante à ideia Cachinhos Dourados: muito perto é muito quente, muito longe é muito frio e a região intermediária é potencialmente ideal.

No entanto, uma estrela que frequentemente desencadeia fortes erupções e condições climáticas extremas pode roubar até mesmo a atmosfera de um planeta bem posicionado. Um mundo exposto a repetidas CMEs de alta energia poderia ser reduzido a rocha nua, mesmo que orbitasse a uma distância normalmente 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,” acrescenta 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 ainda mais extremo em torno de estrelas mais pequenas – os principais hospedeiros de exoplanetas potencialmente habitáveis. Isto tem implicações importantes na forma como estes planetas mantêm as suas atmosferas e possivelmente permanecem habitáveis ​​ao longo do tempo.”

Expandindo o estudo do clima espacial extremo

Esta descoberta também aprofunda o nosso conhecimento sobre o clima espacial de forma mais ampla, uma área há muito estudada pela ESA através de missões incluindo SOHO, a série Proba, Swarm e Solar Orbiter.

O XMM-Newton continua a ser um observatório chave para examinar ambientes de alta energia em todo o Universo. Desde o seu lançamento em 1999, explorou núcleos galácticos, estudou a evolução estelar, investigou regiões em torno de 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 por estrela, algo que não é apenas interessante no nosso estudo das estrelas e do nosso Sol, mas também na nossa busca por mundos habitáveis ​​em torno de outras estrelas,” afirma Erik Kuulkers, cientista do projecto XMM-Newton da ESA. “Também demonstra o imenso poder da colaboração, que sustenta toda a ciência bem-sucedida. A descoberta foi um verdadeiro esforço de equipe e resolve a busca de décadas por CMEs além do Sol.”