NASA encontra estrelas jovens escurecendo em raios X surpreendentemente rápido

Os cientistas descobriram que os jovens primos estelares do nosso Sol estão a acalmar-se e a diminuir a sua produção de raios-X mais rapidamente do que se pensava anteriormente, de acordo com um novo estudo que utilizou o Observatório de Raios-X Chandra da NASA. Um artigo que descreve os resultados foi publicado na segunda-feira no The Astrophysical Journal.

Ao contrário do que acontece novo filme “Projeto Ave Maria”, este aquietamento das estrelas jovens é um benefício para as perspectivas de vida nos planetas que orbitam estas estrelas – e não uma ameaça.

Os astrónomos usaram o Chandra e outros telescópios para monitorizar o quão poderosa a radiação de estrelas jovens – muitas vezes na forma de raios X perigosos – pode atingir os planetas que as rodeiam. Eles não sabiam, no entanto, por quanto tempo essa barragem de alta energia durou.

Este último estudo analisou oito aglomerados de estrelas com idades entre 45 milhões e 750 milhões de anos. Os investigadores descobriram que estrelas semelhantes ao Sol nestes enxames libertavam apenas cerca de um quarto a um terço dos raios X esperados.

“Enquanto a ficção científica – como os micróbios no Projeto Hail Mary – imagina a vida alienígena que diminui a produção estelar ao consumir a sua energia, as nossas observações reais revelam um ‘acalmamento’ natural de jovens estrelas semelhantes ao Sol em raios X,” disse Konstantin Getman, principal autor do novo estudo da Penn State University. “Isso não ocorre porque uma força externa esteja consumindo sua luz, mas porque a geração interna de campos magnéticos se torna menos eficiente.”

Na verdade, esta calmaria pode ser uma bênção para a formação de vida em planetas em torno de estrelas que são versões mais jovens do nosso próprio Sol. (O nosso Sol tem cerca de 4,6 mil milhões de anos, ou seja, significativamente mais velho do que as primas estelares deste estudo.) Isto acontece porque grandes quantidades de raios X podem erodir a atmosfera de um planeta e impedir a formação de moléculas necessárias à vida orgânica tal como a conhecemos. Em média, estrelas com três milhões de anos e massa igual à do Sol produzem cerca de mil vezes mais raios X do que o Sol de hoje. Enquanto isso, estrelas com massa solar de 100 milhões de anos são cerca de 40 vezes mais brilhantes em raios X do que o Sol atual.

“É possível que devamos a nossa existência ao facto de o nosso Sol ter feito, há vários milhares de milhões de anos, a mesma coisa que vemos estas jovens estrelas a fazer agora,” disse o co-autor Vladimir Airapetian do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland. “Este escurecimento do mundo real ecoa a dramática mudança estelar na ficção, mas pode ser ainda mais fascinante porque destaca a história real do nosso próprio Sol.”

Os investigadores descobriram que estrelas com aproximadamente a mesma massa do Sol acalmaram de forma relativamente rápida – após algumas centenas de milhões de anos – enquanto aquelas com menos massa mantiveram os seus elevados níveis de emissão de raios X durante mais tempo. Combinado com uma diminuição na energia dos raios X e o desaparecimento de partículas energéticas, as estrelas do tamanho do Sol são aparentemente mais adequadas para acolher planetas com atmosferas robustas e possivelmente com vida florescente do que se pensava anteriormente.

A equipa de investigação também utilizou dados do satélite Gaia da ESA (Agência Espacial Europeia) e dados de raios X da missão ROSAT (ROentgen SATellite). Esses dados permitiram identificar as estrelas que eram membros dos aglomerados (não estrelas de primeiro plano ou de fundo). Para medir a emissão de raios X das estrelas, eles fizeram novas observações do Chandra de cinco aglomerados com idades entre 45 milhões e 100 milhões de anos, além de usarem dados do Chandra e ROSAT de arquivos para estudar três aglomerados mais antigos com idades entre 220 e 750 milhões de anos.

Os astrônomos não conseguiram estudar muito antes a emissão de raios X de estrelas nesta faixa etária. A maioria dos astrónomos baseou-se em dados esparsos e numa relação derivada que prevê a emissão de raios X que as estrelas jovens deveriam produzir com base nas suas idades e taxas de rotação. Estrelas mais velhas e com rotação mais lenta são geralmente mais fracas em raios X, mas a equipe descobriu que a produção de raios X cai cerca de 15 vezes mais rapidamente do que a relação derivada prevê durante esta fase específica da adolescência.

“Só podemos ver o nosso Sol neste instantâneo atual no tempo, por isso, para realmente compreender o seu passado, devemos olhar para outras estrelas com aproximadamente a mesma massa,” disse o co-autor Eric Feigelson, também da Penn State University. “Ao estudar os raios X de estrelas com centenas de milhões de anos, preenchemos uma grande lacuna na nossa compreensão da sua evolução.”

Embora ainda estejam a investigar a causa desta atividade mais lenta do que o esperado, os cientistas pensam que o processo que gera campos magnéticos nestas estrelas pode tornar-se menos eficiente. Isto faria com que as estrelas se tornassem mais silenciosas em raios X mais rapidamente, à medida que envelhecem. Os investigadores continuarão a analisar esta e outras causas potenciais para o rápido escurecimento de estrelas jovens semelhantes ao Sol.

O Marshall Space Flight Center da NASA em Huntsville, Alabama, gerencia o programa Chandra. O Centro de Raios-X Chandra do Observatório Astrofísico Smithsonian controla as operações científicas de Cambridge, Massachusetts, e as operações de voo de Burlington, Massachusetts.

Saiba mais sobre o Observatório de Raios-X Chandra e sua missão aqui:

https://science.nasa.gov/chandra

https://chandra.si.edu

Megan Watzke
Centro de Raios X Chandra
Cambridge, Massachusetts.
617-496-7998
mwatzke@cfa.harvard.edu

Joel Wallace
Centro de Voo Espacial Marshall, Huntsville, Alabama
256-544-0034
joel.w.wallace@nasa.gov

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