A NASA descobre que estrelas jovens perdem brilho em raios X surpreendentemente rápido.

Cientistas descobriram que estrelas jovens, primas do nosso Sol, estão se acalmando e perdendo brilho em raios X mais rapidamente do que se pensava anteriormente, de acordo com um novo estudo realizado com o Observatório de Raios X Chandra da NASA. Um artigo descrevendo os resultados foi publicado na segunda-feira no The Astrophysical Journal. 

Aglomerados abertos Trumpler 3 e NGC 2353Crédito: Raios-X: NASA/CXC/Penn State Univ/K. Getman; Óptico/Infravermelho: PanSTARRS; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/N. Wolk

Diferentemente do que mostra o novo filme "Projeto Ave Maria", essa diminuição da atividade de estrelas jovens é um benefício para as perspectivas de vida em planetas que orbitam essas estrelas — e não uma ameaça.

Os astrônomos usaram o Chandra e outros telescópios para monitorar como a poderosa radiação de estrelas jovens — frequentemente na forma de raios X perigosos — pode atingir os planetas ao seu redor. Eles não sabiam, no entanto, por quanto tempo esse bombardeio de alta energia continuaria.

Este estudo recente analisou oito aglomerados de estrelas com idades entre 45 milhões e 750 milhões de anos. Os pesquisadores descobriram que as estrelas semelhantes ao Sol nesses aglomerados emitiram apenas cerca de um quarto a um terço dos raios X esperados.

"Enquanto a ficção científica imagina vida alienígena que diminui a emissão estelar consumindo sua energia — como os micróbios do Projeto Ave Maria — nossas observações reais revelam um 'silenciamento' natural de estrelas jovens semelhantes ao Sol em raios X", disse Konstantin Getman, autor principal do novo estudo da Universidade Estadual da Pensilvânia. "Isso não ocorre porque uma força externa está consumindo sua luz, mas sim porque sua geração interna de campos magnéticos se torna menos eficiente."

Na verdade, essa redução da atividade solar pode ser uma dádiva para a formação de vida em planetas ao redor de estrelas mais jovens que o nosso Sol. (Nosso Sol tem cerca de 4,6 bilhões de anos, sendo, portanto, significativamente mais velho que as estrelas semelhantes neste estudo.)

Isso ocorre porque grandes quantidades de raios X podem erodir a atmosfera de um planeta e impedir a formação de moléculas necessárias para a vida orgânica 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 atual. Enquanto isso, estrelas com 100 milhões de anos e massa solar são cerca de 40 vezes mais brilhantes em raios X do que o Sol atual.

“É possível que devamos nossa existência ao fato de o nosso Sol ter feito, há vários bilhões de anos, o mesmo que vemos essas estrelas jovens fazendo agora”, disse o coautor Vladimir Airapetian, do Centro de Voos Espaciais Goddard da NASA, em Greenbelt, Maryland. “Esse escurecimento no mundo real ecoa a dramática mudança estelar da ficção, mas pode ser ainda mais fascinante porque destaca a história real do nosso próprio Sol.” 

Os pesquisadores descobriram que estrelas com massa semelhante à do Sol se acalmaram relativamente rápido — após algumas centenas de milhões de anos — enquanto as de menor massa mantiveram seus altos níveis de emissão de raios X por mais tempo. Combinando isso com a diminuição da energia dos raios X e o desaparecimento de partículas energéticas, as estrelas do tamanho do Sol aparentemente são mais adequadas para abrigar planetas com atmosferas robustas e, possivelmente, vida em desenvolvimento do que se pensava anteriormente.

A equipe de pesquisa também utilizou dados do satélite Gaia da ESA (Agência Espacial Europeia) e dados de raios X da missão ROSAT (Satélite de Röntgen). Esses dados permitiram identificar as estrelas que pertenciam aos aglomerados (e não as estrelas de primeiro plano ou de fundo). Para medir a emissão de raios X das estrelas, eles realizaram novas observações com o Chandra em cinco aglomerados com idades entre 45 milhões e 100 milhões de anos, além de utilizar dados de arquivo do Chandra e do ROSAT para estudar três aglomerados mais antigos, com idades entre 220 e 750 milhões de anos.

Até então, os astrônomos não haviam conseguido estudar a emissão de raios X de estrelas nessa faixa etária com tanta precisão. A maioria dos astrônomos se baseava em dados escassos e em uma relação, obtida em trabalhos anteriores, entre a emissão de raios X produzida por estrelas jovens e suas idades e taxas de rotação. Estrelas mais velhas e com rotação mais lenta geralmente são mais fracas em raios X, mas a equipe descobriu que a emissão de raios X diminui cerca de 15 vezes mais rapidamente do que a relação prevê durante essa fase específica da adolescência.

“Só conseguimos ver o nosso Sol neste instante atual, então, para realmente entendermos o seu passado, precisamos observar outras estrelas com massa semelhante”, disse o coautor Eric Feigelson, também da Universidade Estadual da Pensilvânia. “Ao estudar os raios X de estrelas com centenas de milhões de anos, preenchemos uma grande lacuna em nossa compreensão da sua evolução.”

Embora ainda estejam investigando a causa dessa atividade mais lenta do que o esperado, os cientistas acreditam que o processo que gera campos magnéticos nessas estrelas pode estar se tornando menos eficiente. Isso levaria a uma diminuição mais rápida da emissão de raios X dessas estrelas à medida que envelhecem. Os pesquisadores continuarão a analisar essa e outras causas potenciais para o rápido escurecimento de estrelas jovens semelhantes ao Sol.

Chandra.cfa.harvard.edu