Pela primeira vez, astrônomos afirmam ter detectado uma explosão gigante liberada por uma estrela além do nosso sistema solar. A erupção foi semelhante, em alguns aspectos, às liberadas pelo nosso Sol, como as tempestades solares que adornaram os céus noturnos com auroras na semana passada na Terra, mas em uma escala muito maior e mais ameaçadora.
Em vez de desencadear luzes do norte coloridas, essa poderosa explosão tinha maior probabilidade de ter consequências potencialmente devastadoras para qualquer planeta próximo, de acordo com uma nova pesquisa.
Uma ejeção de massa coronal, ou CME, foi a provável causa do evento explosivo. Em nosso sistema solar, esse fenômeno é uma grande nuvem de gás ionizado, chamado plasma, e campos magnéticos que irrompe da atmosfera externa do Sol. Quando tais explosões são grandes o suficiente para atingir a Terra, elas podem causar clima espacial, ou grandes perturbações no campo magnético do nosso planeta.
Essas poderosas tempestades solares criam auroras nos polos da Terra, mas também podem interromper comunicações, a rede elétrica e as operações de satélite.
Astrônomos nunca conseguiram detectar uma ejeção de massa coronal sendo liberada por outra estrela — até agora. Os pesquisadores descreveram a descoberta inovadora em um estudo publicado na revista Nature.
A estrela, chamada StKM 1-1262, é uma anã vermelha a cerca de 130 anos-luz da Terra.
A tempestade estelar foi lançada a uma velocidade impressionante de 2.400 quilômetros por segundo. Tal velocidade só foi registrada em cerca de 1 em cada 2.000 ejeções de massa coronal liberadas pelo nosso Sol, de acordo com os autores do estudo.
“A estrela se comporta como um balde de plasma extremamente magnetizado e em ebulição. Esta explosão é 10 a 100 mil vezes mais poderosa do que a mais forte que o Sol pode produzir,” disse o coautor do estudo Cyril Tasse, pesquisador associado do Observatório de Paris. “Isso abre uma janela para o clima espacial extrassolar.”
O denso e rápido jato de material arremessado pela estrela foi poderoso o suficiente para poder remover a atmosfera de um planeta em órbita próxima.
Compreender como a atividade violenta das estrelas afeta os exoplanetas é crucial, pois os astrônomos procuram determinar se algum planeta além do nosso sistema solar é potencialmente habitável para a vida.
Procurando por explosões estelares
Uma vez liberadas no espaço por uma estrela, as ejeções de massa coronal criam uma explosão de ondas de rádio ao passar pela atmosfera estelar externa, chamada coroa.
“São fortes rajadas de vento estelar que se movem mais rápido do que a velocidade do som no espaço interplanetário circundante, criando uma onda de choque comparável ao estrondo sônico de um caça a jato,” disse Mark Miesch, um cientista pesquisador do Centro de Previsão do Clima Espacial da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA), que não participou do estudo.
Os pesquisadores detectaram o sinal de rádio usando um novo software analítico para vasculhar uma pesquisa do céu que foi conduzida pelo radiotelescópio Low Frequency Array (Lofar), há quase 10 anos. O Lofar é composto por milhares de antenas na Holanda e em toda a Europa para criar um grande radiotelescópio.
“Este tipo de sinal de rádio simplesmente não existiria a menos que o material tivesse saído completamente da bolha de magnetismo poderosa da estrela,” disse o principal autor do estudo, Dr. Joe Callingham, professor associado do Instituto de Astronomia Anton Pannekoek da Universidade de Amsterdã. “Em outras palavras, é causado por uma CME.”
Tasse e o coautor do estudo Philippe Zarka, pesquisador sênior do Observatório de Paris, desenvolveram a nova técnica de análise, chamada Espectroscopia Multiplexada Radiointerferométrica (RIMS). Ela foi baseada em comprimentos de onda de luz capturados de milhares de estrelas para monitorá-las e determinar como mudaram ao longo do tempo, disse Tasse.
“A ideia era tentar detectar sinais de rádio de estrelas e exoplanetas,” disse Tasse. “Esta é uma técnica ideal para CMEs que evoluem em escalas de tempo de minutos, então você precisa de monitoramento contínuo e de alta resolução temporal.”
O sinal detectado pelo RIMS foi uma explosão de rádio do tipo II, sugerindo que gás quente estava varrendo para longe da estrela, para o espaço. Ao contrário das rajadas rápidas de rádio (fast radio bursts), que são flashes de luz de milissegundos com origens duvidosas, uma explosão de rádio do tipo II ocorre ao longo de minutos, disse Callingham.
A equipe usou dados da missão XMM-Newton da Agência Espacial Europeia, lançada em 1999, para medir a temperatura, rotação e brilho da estrela através de raios-X.
“Precisávamos da sensibilidade e frequência do Lofar para detectar as ondas de rádio,” disse o coautor do estudo David Konijn, estudante de doutorado do Instituto Holandês de Radioastronomia, em um comunicado. “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 havíamos encontrado. Nenhum dos telescópios sozinho teria sido suficiente — precisávamos de ambos.”
Detectar ejeções de massa coronal sendo liberadas de outras estrelas provou ser difícil porque elas estão muito distantes para observar o fenômeno diretamente, disse Callingham. Embora indícios anteriores de ejeções de massa coronal de outras estrelas tenham surgido, eles podiam frequentemente ser explicados por outras atividades, como fortes flares, e não havia detecções definitivas, acrescentou Tasse.
A clara detecção de uma explosão de rádio estelar do tipo II tem sido procurada há muito tempo como um indicador de ejeções de massa coronal de outras estrelas, disse Kevin France, professor associado e astrofísico da Universidade do Colorado Boulder, que não participou desta pesquisa.
“Esta detecção fornece o que é provavelmente a evidência mais forte até agora de que este fenômeno ocorre além do sistema solar,” ele escreveu em um e-mail. “Esta observação, e esperamos que mais como ela, nos permitirá entender melhor as vidas iniciais violentas dessas estrelas de baixa massa que compõem mais de 70% de todas as estrelas em nossa Via Láctea.”
A busca por vida
As estrelas anãs vermelhas podem ter campos magnéticos que são mais de 1.000 vezes mais fortes do que o do nosso Sol, disse Callingham.
A StKM 1-1262 tem metade da massa de nossa estrela, mas gira 20 vezes mais rápido e possui um campo magnético estimado em 300 vezes mais poderoso, de acordo com o estudo.
Cientistas frequentemente encontram exoplanetas orbitando essas estrelas, que são muito mais fracas, frias e menores do que o nosso Sol, e a uma distância mais próxima do que os planetas em nosso sistema solar — às vezes completando uma órbita em questão de dias.
Como as anãs vermelhas são menos luminosas e mais frias do que a nossa estrela, a zona habitável — a distância de uma estrela onde as condições no planeta são quentes o suficiente para potencialmente sustentar água líquida em sua superfície — é muito menor, o que significa que os planetas estão mais agrupados em torno das estrelas diminutas.
Mas os astrônomos questionam há muito tempo se os flares liberados pelas anãs vermelhas poderiam atingir os planetas com radiação prejudicial. Se um planeta tiver água líquida em sua superfície, o que significa que poderia ser potencialmente habitável para a vida, então ele também tem uma atmosfera protetora.
Atualmente, não se sabe se algum planeta orbita StKM 1-1262, mas com base em pesquisas anteriores, quase todas as estrelas anãs vermelhas parecem abrigar pelo menos um planeta, disse Callingham.
“O campo magnético protetor que temos na Terra não seria capaz de suportar a pressão da CME, expondo sua atmosfera diretamente à CME (fazendo com que fosse removida),” escreveu Callingham em um e-mail. “Então, mesmo que o planeta esteja na região perfeita ao redor da estrela, sua atmosfera seria perdida rapidamente, deixando para trás uma rocha estéril (algo parecido com Marte).”
Em seguida, os pesquisadores querem tentar determinar como estrelas tão pequenas constroem e liberam uma energia tão enorme, disse Tasse — e descobrir que impacto ejeções de massa coronal repetidas poderiam ter em planetas próximos.
O Square Kilometre Array (SKA), que deve ser concluído em 2028, incluirá milhares de antenas parabólicas e até 1 milhão de antenas de baixa frequência para criar o maior radiotelescópio do mundo, que poderia procurar ejeções de massa coronal liberadas de outras estrelas.