Uma nova abordagem para a exploração de explosões estelares resolve uma busca de décadas

Às vezes, você só precisa olhar as coisas de uma maneira diferente. Foi o que descobriu Atul Mohan, astrofísico e pesquisador da Universidade Católica da América, designado para o projeto NASA-PHaSER.

Ilustração do Sol a expelir um fluxo constante de partículas e campos magnéticos conhecido como vento solar e vastas nuvens de plasma quente e radiação de nome ejeções de massa coronal. Este material solar viaja pelo espaço e atinge a magnetosfera da Terra, o volume ocupado pelo campo magnético do nosso planeta, que age como um escudo protetor. Crédito: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA/Bailee DesRocher 

Pesquisadores há muito buscam compreender o comportamento das erupções de coroas jovens, chamadas de "anãs vermelhas". As erupções massivas e altamente magnetizadas de plasma, chamadas ejeções de massa coronal (EMCs), representam um grande risco climático espacial, pois podem erodir atmosferas planetárias com o impacto ou desencadear reações químicas nocivas que podem desestabilizar biomoléculas.

As anãs vermelhas abrigam a maioria dos exoplanetas semelhantes à Terra conhecidos, a distâncias muito menores da estrela do que a distância Terra-Sol. Isso as expõe mais a essas erupções violentas do que os planetas do sistema solar interno.

Entender a produtividade da CME das principais erupções de anãs vermelhas é um passo importante na identificação de sistemas plausíveis de estrelas e planetas que podem hospedar vida.

Décadas de observações solares demonstraram que grandes eventos de EMC estão intimamente associados a três tipos distintos de explosões de rádio: tipos II, III e IV. Por mais de uma década, pesquisadores se dedicaram ao monitoramento diário de anãs vermelhas jovens ativas para identificar esses tipos de explosões. Embora essas anãs vermelhas apresentassem uma taxa muito alta de erupções intensas — erupções que quase sempre produzem uma EMC no Sol — nenhum tipo de explosão de rádio associada a EMC jamais havia sido encontrado.

Mohan observa: “Essas estrelas são superativas, produzindo supererupções extremamente energéticas, como a erupção solar de 1859, que ocorre uma vez por século. As erupções estão associadas a reconfigurações massivas do campo magnético na superfície. É isso que produz a CME. Então, com essas estrelas altamente magnetizadas, tínhamos um mistério: por que não estamos observando nenhuma assinatura de rádio de CMEs — algo que deveríamos observar?”

Mohan e sua equipe abordaram a pesquisa de uma nova perspectiva.

“Queríamos explorar isso usando dados de observações simultâneas de múltiplas naves espaciais. Fizemos isso compilando um catálogo de explosões de rádio associadas à CME solar observadas simultaneamente pelas missões Wind e STEREO-A e STEREO-B da NASA”, disse Mohan.

Devido às suas diferentes órbitas ao redor do Sol, em qualquer data e hora, essas missões forneceram observações de rádio do mesmo evento a partir de diferentes pontos de observação. Usando essas informações, os pesquisadores exploraram o efeito da linha de visão para a região de atividade na detecção dessas explosões. A emissão de rádio tem um efeito de irradiação inerente, semelhante ao de um feixe de laser. 

Eles descobriram que as regiões ativas devem estar dentro de um ângulo de visão de +-60 graus da missão, ou então haverá grande degradação no sinal observado, e o evento frequentemente será indetectável com espaçonaves desalinhadas.

Mohan mirou em uma estrela específica — AD Leo — porque seu cinturão de região ativa está bem alinhado com nossa linha de visão da Terra. Essa estratégia eliminou qualquer efeito do feixe de emissão que contribuísse para a não detecção.

A equipe de pesquisa descobriu em AD Leo os indicadores elusivos de explosões de rádio de erupções massivas que os pesquisadores esperavam em uma estrela jovem e ativa (assinaturas de explosões de rádio Tipo IV e Tipo III de longa duração, comumente associadas a CMEs muito fortes no Sol).

De fato, o evento AD Leo foi muito ativo, emitindo superflares — erupções mais fortes do que a mais forte já registrada (a erupção de Carrington de 1859) — várias vezes por semana. As erupções de massa coronal associadas ao evento Carrington interromperam as transmissões telegráficas em todo o mundo e levaram a auroras perto do equador. Isso significou injeções intensas de partículas energéticas na magnetosfera terrestre, gerando fortes correntes elétricas.

Este é apenas o começo de uma nova pesquisa sobre as estrelas, fornecendo um critério essencial de linha de visão para o cinturão da região ativa estelar ao escolher alvos de estudo, além do critério simples de taxa de erupção.

Mohan disse: “Dessa forma, podemos obter restrições mais fortes nas taxas de CME, que são importantes para avaliar as ameaças à habitabilidade nesses exomundos”.

Universidade Católica da América