Identificação de uma Ejeção de Massa Coronal

Essa explosão foi identificada como uma ejeção de massa coronal (CME), um tipo de erupção frequentemente produzido pelo Sol. Durante uma CME, enormes quantidades de partículas carregadas e plasma são empurradas para fora da estrela, preenchendo o espaço ao redor. Esses fenômenos dramáticos geram o que chamamos de clima espacial, influenciam eventos como as auroras na Terra e podem gradualmente erodir as atmosferas de planetas vizinhos.

Cientistas suspeitavam há muito tempo que outras estrelas geram suas próprias CMEs, mas a prova convincente sempre foi evasiva. Essa lacuna agora foi preenchida.

“Astrônomos desejavam detectar uma CME em outra estrela há décadas”, diz Joe Callingham, do Instituto Neerlandês de Astronomia de Rádio (ASTRON), autor da nova pesquisa publicada na Nature. “Descobertas anteriores inferiram que elas existem ou apontaram para sua presença, mas não confirmaram de fato que material escapou para o espaço. Agora conseguimos fazer isso pela primeira vez.”

Um Sinal de Rádio Raro Marca o Material Escapando da Estrela

À medida que uma CME se empurra para fora através das camadas exteriores de uma estrela e para a região circundante, ela gera uma onda de choque, acompanhada de um repentino surto de ondas de rádio (uma forma de luz). Joe e seus colegas detectaram esse breve e intenso sinal de rádio e rastrearam sua origem até uma estrela localizada a cerca de 130 anos-luz de distância.

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

Uma Anã Vermelha Hiperativa com Poder Escaldante

A estrela que produziu a erupção é uma anã vermelha, um tipo de estrela muito mais fria, fraca e menor do que o Sol. Ela se diferencia do nosso Sol em várias maneiras: tem cerca da metade da massa do Sol, rotaciona 20 vezes mais rápido e seu campo magnético é cerca de 300 vezes mais forte. A maioria dos planetas descobertos na Via Láctea orbita estrelas desse tipo.

O sinal de rádio foi detectado com a Array de Baixa Frequência (LOFAR) graças a novas técnicas de processamento de dados desenvolvidas pelos co-autores Cyril Tasse e Philippe Zarka do Observatoire de Paris-PSL. A equipe, então, confiou no XMM-Newton da ESA para medir a temperatura, rotação e brilho em 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 doutorado que atua com Joe na ASTRON. “E sem o XMM-Newton, não teríamos conseguido determinar o movimento da CME ou colocá-la em um contexto solar, ambos cruciais para provar o que encontramos. Nenhum dos telescópios sozinhos teria sido suficiente – precisávamos de ambos.”

As medições revelaram que a CME estava viajando a aproximadamente 2400 km por segundo. CMEs dessa velocidade ocorrem em apenas cerca de 1 em cada 2000 eventos no Sol. A explosão também foi densa e energética o suficiente para que qualquer planeta orbitando próximo a essa estrela pudesse ter sua atmosfera completamente removida.

Implicações para a Vida em Torno de Anãs Vermelhas

A capacidade de uma CME dessa magnitude remover atmosferas é um fator importante na busca por vida além do Sistema Solar. A habitabilidade de um planeta está frequentemente ligada à sua posição dentro da ‘zona habitável’ de sua estrela, onde a água líquida pode persistir na superfície de um planeta com as condições atmosféricas adequadas. O conceito é semelhante à ideia de Goldilocks: muito próximo é quente demais, muito longe é frio demais e a região do meio pode ser a certa.

No entanto, uma estrela que lança erupções fortes e clima espacial extremo frequentemente pode roubar até mesmo um planeta bem posicionado de sua atmosfera. Um mundo exposto a CMEs de alta energia repetidas poderia ser reduzido a pura rocha, mesmo que orbite a uma distância normalmente considerada favorável à vida.

“Este trabalho abre uma nova fronteira de observação para estudar e entender erupções e clima espacial em torno de outras estrelas”, acrescenta Henrik Eklund, um pesquisador da ESA baseado no Centro de Pesquisa e Tecnologia Espacial Europeu (ESTEC) em Noordwijk, Países Baixos.

“Não estamos mais limitados a extrapolar nosso entendimento das CMEs do Sol para outras estrelas. Parece que o clima espacial intenso pode ser ainda mais extremo ao redor de estrelas menores – os principais anfitriões de exoplanetas potencialmente habitáveis. Isso tem importantes implicações sobre como esses planetas mantêm suas atmosferas e, possivelmente, permanecem habitáveis ao longo do tempo.”

Ampliando o Estudo do Clima Espacial Extremo

Essa descoberta também aprofunda nosso conhecimento sobre o clima espacial de forma mais ampla, uma área que a ESA estuda há muito por meio de missões, incluindo SOHO, a série Proba, Swarm e Solar Orbiter.

O XMM-Newton continua sendo um observatório fundamental para examinar ambientes de alta energia em todo o Universo. Desde seu lançamento em 1999, ele explorou núcleos galácticos, estudou a evolução estelar, investigou regiões ao redor de buracos negros e observou explosões de intensa radiação de estrelas e galáxias distantes.

“O XMM-Newton agora nos ajuda a descobrir como as CMEs variam de estrela para estrela, algo que não é apenas interessante em nosso estudo das estrelas e do nosso Sol, mas também em nossa busca por mundos habitáveis ao redor de outras estrelas”, diz o cientista do projeto XMM-Newton da ESA, Erik Kuulkers. “Isso também demonstra o imenso poder da colaboração, que é fundamental para toda ciência bem-sucedida. A descoberta foi um verdadeiro esforço em equipe e resolve a busca de décadas por CMEs além do Sol.”