Jovem 'sol' flagrado soprando bolhas por Chandra

Pela primeira vez, uma versão muito mais jovem do Sol foi flagrada expelindo bolhas na galáxia por astrônomos usando o Observatório de Raios-X Chandra da NASA. A bolha — chamada de "astrosfera" — envolve completamente a estrela jovem. Ventos da superfície da estrela estão inflando a bolha e a preenchendo com gás quente à medida que ela se expande em direção ao gás e poeira galácticos muito mais frios que a circundam. 

O Sol possui uma bolha semelhante ao seu redor, que os cientistas chamam de heliosfera, criada pelo vento solar. Ela se estende muito além dos planetas do nosso sistema solar e protege a Terra de partículas nocivas provenientes do espaço interestelar.

Astrosphere, HD 61005. Crédito: Raios X: NASA/CXC/Universidade Johns Hopkins/CM Lisse et al.; Infravermelho: NASA/ESA/STIS; Óptico: NSF/NoirLab/CTIO/DECaPS2; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/N. Wolk 

Primeiro olhar nítido para uma bolha estelar

Esta é a primeira imagem de uma astrosfera obtida por astrônomos ao redor de uma estrela semelhante ao Sol. Ela mostra uma emissão ligeiramente estendida, em vez de um único ponto de luz como observado em outras estrelas desse tipo.

"Estudamos a astrosfera do nosso Sol há décadas, mas não conseguimos vê-la de fora", disse Carey Lisse, da Universidade Johns Hopkins, em Baltimore, que liderou o estudo, recentemente aceito para publicação no The Astrophysical Journal . "Este novo resultado do Chandra sobre a astrosfera de uma estrela semelhante nos ensina sobre o formato da astrosfera do Sol e como ela mudou ao longo de bilhões de anos, à medida que o Sol evolui e se move pela galáxia." O artigo está disponível no servidor de pré-impressão arXiv .

A estrela chama-se HD 61005 e está localizada a cerca de 120 anos-luz da Terra, o que a torna relativamente próxima. HD 61005 tem aproximadamente a mesma massa e temperatura do Sol, mas é muito mais jovem, com uma idade de cerca de 100 milhões de anos, em comparação com a idade do Sol, de cerca de 5 bilhões de anos.

Um sol jovem com um vento poderoso

Por ser tão jovem, HD 61005 possui um vento de partículas muito mais forte emanando de sua superfície, que viaja cerca de 3 vezes mais rápido e é cerca de 25 vezes mais denso que o vento solar. Isso amplifica o processo de formação de bolhas na astrosfera e imita o comportamento do nosso Sol há bilhões de anos.

"Somos impactados pelo Sol todos os dias, não apenas pela luz que ele emite, mas também pelo vento que ele envia para o espaço, o qual pode afetar nossos satélites e potencialmente astronautas viajando para a Lua ou Marte", disse o coautor Scott Wolk, do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian (CfA). "Esta imagem da astrosfera ao redor de HD 61005 nos fornece informações importantes sobre como o vento solar pode ter sido no início de sua evolução." 

Por que os astrônomos chamam esse sistema de Mariposa?

Os astrônomos apelidaram o sistema estelar HD 61005 de "Mariposa" devido à grande quantidade de poeira que o circunda, formando um padrão semelhante ao das asas de uma mariposa quando observado por telescópios infravermelhos. Essas asas são formadas por material remanescente da formação da estrela, similar ao Cinturão de Kuiper em nosso próprio sistema solar. Observações dessas asas com o Telescópio Espacial Hubble da NASA mostraram que a matéria interestelar ao redor de HD 61005 é cerca de mil vezes mais densa do que a matéria ao redor do Sol. 

Desde a década de 1990, os astrônomos têm tentado capturar uma imagem da astrosfera ao redor de uma estrela semelhante ao Sol. O Chandra conseguiu detectar a astrosfera em torno de HD 61005 porque ela emite raios X à medida que o vento estelar encontra a poeira e o gás interestelar mais frios que circundam a estrela. O denso ambiente galáctico local, combinado com a visão de raios X de alta resolução do Chandra, o forte vento estelar e a proximidade da estrela, contribuíram para a criação de um forte sinal de raios X, permitindo a descoberta da astrosfera em torno de HD 61005. Ela tem um diâmetro cerca de 200 vezes maior que a distância entre a Terra e o Sol.

O que isso nos diz sobre o nosso próprio Sol?

"Há um ditado que diz que a mariposa é atraída pela chama", disse o coautor Brad Snios, ex-funcionário da CfA e agora na MITRE, uma organização sem fins lucrativos. "No caso do HD 61005, a empoeirada 'Mariposa' nasceu ao redor da chama."

O Sol não só provavelmente passou por uma fase de desenvolvimento semelhante à de HD 61005 quando era mais jovem, como também provavelmente atravessou uma região de poeira e gás mais densa do que onde o Sol está localizado atualmente, fortalecendo a conexão com HD 61005.

"É incrível pensar que nossa heliosfera protetora se estenderia apenas até a órbita de Saturno se estivéssemos na parte da galáxia onde a Mariposa está localizada, ou, inversamente, que a Mariposa teria uma astrosfera 10 vezes maior que a do Sol se estivesse localizada aqui", disse Lisse.

Longa jornada para capturar a astrosfera

HD 61005 não é visível da Terra a olho nu, mas está perto o suficiente para que observadores do céu possam vê-lo usando binóculos.

Os primeiros indícios de emissão de raios X da estrela central da Nebulosa da Mariposa foram baseados em uma breve observação de uma hora do telescópio Chandra em HD 61005, em 2014. Em 2021, os astrônomos observaram HD 61005 por quase 19 horas, o que permitiu a detecção da estrutura astrosférica estendida.

Phys.org