terça-feira, 21 de janeiro de 2020

Estrelas K são os melhores lugares para procurar vida


Na busca por vida para lá da Terra, os astrónomos procuram planetas na “zona habitável” de uma estrela onde as temperaturas são ideais para que a água líquida exista à superfície de um planeta.

Uma ideia emergente, reforçada por levantamentos estelares ao longo de três décadas, é a de que existem estrelas nem muito quentes, nem muito frias e, acima de tudo, não muito violentas para hospedar planetas propícios à vida.

Dado que o nosso Sol alimenta a vida na Terra há já quase 4 mil milhões de anos, a sabedoria convencional sugere que estrelas do género são candidatas principais na busca por outros mundos potencialmente habitáveis. Na realidade, estrelas ligeiramente mais frias e menos luminosas do que o nosso Sol, classificadas como anãs K, são as verdadeiras estrelas “de ouro”, disse Edward Guinan, da Universidade de Villanova, no estado norte-americano da Pensilvânia.

“As anãs K estão no ‘ponto ideal’, com propriedades intermédias entre as estrelas do tipo solar, mais raras e luminosas, de vida mais curta (estrelas G), e as mais numerosas anãs vermelhas (estrelas M). As estrelas K, especialmente as mais quentes, são as melhores. Se estivermos à procura de planetas habitáveis, a abundância de estrelas K melhora as chances de encontrar vida.”

Para começar, existem três vezes mais anãs K na nossa Via Láctea do que estrelas como o Sol. Aproximadamente 1000 estrelas K estão a menos de 100 anos-luz do nosso Sol, candidatas principais à exploração. Estas anãs alaranjadas vivem entre 15 e 45 mil milhões de anos. Em contraste, o nosso Sol, agora a meio da sua vida, dura apenas 10 mil milhões de anos. O seu ritmo comparativamente rápido de evolução estelar deixará a Terra praticamente inabitável daqui a apenas 1 ou 2 mil milhões de anos.

“As estrelas do tipo solar limitam quanto tempo a atmosfera de um planeta pode permanecer estável,” disse Guinan. Isto porque daqui a aproximadamente mil milhões de anos, a Terra orbitará dentro da orla mais quente (interior) da zona habitável do Sol, que se move para fora à medida que o Sol se torna mais quente e mais brilhante.

NASA, ESA e Z. Levy (STScI)

Este gráfico compara as características de três classes de estrelas na nossa Galáxia: as estrelas tipo-Sol são estrelas G; as estrelas menos massivas e mais frias do que o nosso Sol são as anãs K; estrelas ainda mais fracas e frias são as avermelhadas anãs M

Como resultado, a Terra será dessecada, pois perderá a sua atmosfera e oceanos. Quando o Sol tiver 9 mil milhões de anos, terá crescido para se tornar numa gigante vermelha que pode engolir a Terra.

Apesar do seu pequeno tamanho, as estrelas anãs vermelhas ainda mais abundantes, também conhecidas como anãs M, têm vidas ainda mais longas e parecem hostis à vida como a conhecemos. Os planetas localizados na zona habitável relativamente estreita de uma anã vermelha, muito próxima da estrela, são expostos a níveis extremos de raios-X e raios UV (ultravioleta), que podem ser centenas de milhares de vezes mais intensos do que os níveis que a Terra recebe do Sol.

Um incansável fogo-de-artifício de proeminências e ejeções de massa coronal bombardeiam os planetas com um sopro escaldante de plasma e chuvas de partículas penetrantes e altamente energéticas. Os planetas na zona habitável das anãs vermelhas podem ser torriscados e ter as suas atmosferas despojadas muito cedo nas suas vidas.

Isto pode provavelmente proibir a evolução planetária para algo mais hospitaleiro, alguns milhares de milhões de anos após a diminuição da atividade estelar. “Já não estamos tão otimistas quanto às chances de encontrar vida avançada em torno de muitas estrelas M,” comentou Guinan.

Com base nas investigações de Guinan, as anãs K não possuem campos magnéticos intensamente ativos que alimentam fortes emissões de raios-X ou UV e explosões energéticas e, portanto, expelem proeminências com muito menos frequência. Os planetas acompanhantes receberiam cerca de 1/100 da radiação de raios-X do que aqueles que orbitam as zonas habitáveis íntimas das estrelas M magneticamente ativas.

Projeto GoldiloKs

Num programa chamado Projeto “GoldiloKs”, Guinan e o seu colega de Villanova, Scott Engle, estão a trabalhar com estudantes para medir a idade, rotação e radiação de raios-X e ultravioleta distante numa amostra de estrelas maioritariamente frias G e K.

Estão o usar o Telescópio Espacial Hubble, o Observatório de raios-X Chandra e o satélite XMM-Newton da ESA para as suas observações. As observações do Hubble, sensíveis à radiação ultravioleta do hidrogénio, foram usadas para avaliar a radiação de uma amostra de aproximadamente 20 anãs alaranjadas. “O Hubble é o único telescópio que pode fazer este tipo de observação,” explicou Guinan.

Guinan e Engle descobriram que os níveis de radiação eram muito mais benignos para esses planetas do que os que orbitam anãs vermelhas. As estrelas K também têm uma vida útil mais longa e, portanto, uma migração mais lenta da zona habitável. Assim sendo, as anãs K parecem ser o lugar ideal para procurar vida e estas estrelas dariam tempo para que uma vida altamente evoluída se desenvolvesse nos planetas. Durante toda a vida útil do Sol – 10 mil milhões de anos – as estrelas K apenas aumentariam o seu brilho cerca de 10-15%, dando à evolução biológica um período de tempo muito maior para o desenvolvimento de formas de vida avançadas do que na Terra.

Guinan e Engle analisaram algumas das estrelas K mais interessantes que albergam planetas, incluindo Kepler-442, Tau Ceti e Epsilon Eridani (estas últimas duas foram alvos iniciais do Projeto Ozma na década de 1950 – a primeira tentativa de detetar transmissões rádio de civilizações extraterrestres).

“Kepler-442 é digna de nota porque esta estrela (classificação espectral, K5) hospeda o que é considerado um dos melhores planetas na zona habitável, Kepler-442b, um planeta rochoso com pouco mais que o dobro da massa da Terra,” disse Guinan.

Ao longo dos últimos 30 anos Guinan, Engle e os seus alunos estudaram uma variedade de tipos estelares. Com base nos seus estudos, os investigadores determinaram relações entre a idade estelar, a rotação, emissões de raios-X e UV e a atividade estelar. Estes dados foram utilizados para investigar os efeitos da radiação altamente energética nas atmosferas planetárias e na possível vida.

Os resultados foram apresentados na 235.ª reunião da Sociedade Astronómica Americana em Honolulu, Hawaii.

Fonte: ZAP

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