Novo perigo estelar para planetas identificado pelo Chandra da NASA

Uma estrela explodida pode representar mais riscos para planetas próximos do que se pensava anteriormente, de acordo com um novo estudo do Observatório de Raios-X Chandra da NASA e outros telescópios de raios-X. Essa ameaça recém-identificada envolve uma fase de raios X intensos que podem danificar as atmosferas de planetas a até 160 anos-luz de distância.

Crédito científico: NASA/CXC/Univ. Crédito da ilustração: NASA/CXC/M. Weiss Press Imagem, legenda e vídeos

A Terra não corre o risco de tal ameaça hoje porque não há potenciais progenitores de supernovas a essa distância, mas pode ter experimentado esse tipo de exposição a raios-X no passado.

Antes deste estudo, a maioria das pesquisas sobre os efeitos das explosões de supernovas se concentrava no perigo de dois períodos: a intensa radiação produzida por uma supernova nos dias e meses após a explosão e as partículas energéticas que chegam centenas a milhares de anos depois.

No entanto, mesmo essas ameaças alarmantes não catalogam totalmente os perigos após uma estrela explodir. Os pesquisadores descobriram que, entre esses dois perigos previamente identificados, espreita outro. As consequências das supernovas sempre produzem raios-X, mas se a onda de explosão da supernova atingir o gás denso ao redor, ela pode produzir uma dose particularmente grande de raios-X que chega meses a anos após a explosão e pode durar décadas.

Os cálculos deste último estudo são baseados em observações de raios-X de 31 supernovas e suas consequências, obtidas principalmente do Chandra, das missões Swift e NuSTAR da NASA e do XMM-Newton da ESA (Agência Espacial Europeia). A análise dessas observações mostra que pode haver consequências letais de supernovas interagindo com seus arredores, para planetas localizados a até cerca de 160 anos-luz de distância.

"Se uma torrente de raios-X varrer um planeta próximo, a radiação alteraria severamente a química atmosférica do planeta", disse Ian Brunton, da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, que liderou o estudo. "Para um planeta parecido com a Terra, esse processo poderia acabar com uma porção significativa de ozônio, o que, em última análise, protege a vida da perigosa radiação ultravioleta de sua estrela hospedeira."

Se um planeta com a biologia da Terra fosse atingido com radiação sustentada de alta energia de uma supernova próxima, especialmente uma fortemente interagindo com seu entorno, isso poderia levar ao desaparecimento de uma ampla gama de organismos, especialmente os marinhos na base da cadeia alimentar. Esses efeitos podem ser significativos o suficiente para iniciar um evento de extinção em massa.

"A Terra não está em perigo de um evento como este agora, porque não há supernovas potenciais dentro da zona de perigo de raios-X", disse o coautor Connor O'Mahoney, também da Universidade de Illinois. "No entanto, pode ser o caso de tais eventos terem desempenhado um papel no passado da Terra."

Há fortes evidências – incluindo a detecção em diferentes locais ao redor do globo de um tipo radioativo de ferro – de que as supernovas ocorreram perto da Terra entre cerca de dois e oito milhões de anos atrás. Os pesquisadores estimam que essas supernovas estavam a cerca de 65 e 500 anos-luz de distância da Terra.

A Terra está na "Bolha Local", uma bolha ainda em expansão de gás quente de baixa densidade cercada por uma camada de gás frio que se estende por cerca de 1.000 anos-luz. A expansão externa de estrelas perto da superfície da Bolha Local implica que ela se formou a partir de uma explosão de formação estelar e supernovas perto do centro da bolha há cerca de 14 milhões de anos. As estrelas jovens massivas responsáveis pelas explosões de supernovas estavam então muito mais próximas do nosso planeta do que essas estrelas estão agora, o que colocou a Terra em risco muito maior dessas supernovas no passado.

Embora essa evidência não vincule as supernovas a nenhum evento específico de extinção em massa na Terra, ela sugere que explosões cósmicas afetaram nosso planeta ao longo de sua história.

Embora a Terra e o sistema solar estejam atualmente em um espaço seguro em termos de potenciais explosões de supernovas, muitos outros planetas na Via Láctea não estão. Esses eventos de alta energia efetivamente diminuiriam as áreas dentro da Via Láctea, conhecida como Zona Habitável Galáctica, onde as condições seriam propícias para a vida como a conhecemos.

Como as observações de raios-X de supernovas são escassas, particularmente da variedade que interage fortemente com seus arredores, os autores argumentam que observações de acompanhamento de supernovas interagindo por meses e anos após a explosão seriam valiosas.

"Mais pesquisas sobre raios-X de supernovas são valiosas não apenas para entender o ciclo de vida das estrelas", disse o coautor Brian Fields, da Universidade de Illinois, "mas também têm implicações para campos como astrobiologia, paleontologia e ciências da Terra e planetárias".

O artigo descrevendo esse resultado aparece na edição de 20 de abril de 2023 do The Astrophysical Journal e está disponível aqui. Os outros coautores do artigo são Adrian Melott, da Universidade do Kansas, e Brian Thomas, da Universidade de Washburn, no Kansas.

O Marshall Space Flight Center da NASA 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.

Fonte: chandra.si.edu