Afinal, o exoplaneta Proxima b pode não ser habitável

M. Kornmesser / European Southern Observatory

Conceito artístico do planeta Próxima b em órbita da sua estrela, Próxima Centauri

Uma nova investigação da NASA sugere que o exoplaneta de tamanho idêntico à Terra, Proxima b, pode não ser capaz de suportar vida devido a erupções estelares da sua anã vermelha.

A procura por vida além da Terra começa nas zonas habitáveis, as regiões em torno das estrelas onde as condições podem, potencialmente, permitir a existência de água líquida – essencial para a vida como a conhecemos – à superfície de um planeta.

Agora, uma equipa interdisciplinar de cientistas da NASA quer expandir o modo como as zonas habitáveis são definidas, tendo em conta o impacto da atividade estelar, que pode ameaçar a atmosfera de um exoplaneta com a perda de oxigénio.

“Se queremos encontrar um exoplaneta que possa desenvolver e sustentar vida, devemos descobrir quais as estrelas que melhor desempenham o papel de progenitoras”, afirma Vladimir Airapetian, autor principal do estudo e cientista no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland.

Para determinar a zona habitável de uma estrela, os cientistas têm tradicionalmente considerado a quantidade de calor e luz que a estrela emite. Mas, juntamente com o calor e a luz, as estrelas emitem raios-X, radiação ultravioleta e produzem erupções estelares como proeminências e ejeções de massa coronal.

Um efeito possível desta radiação emitida pelas estrelas é a erosão atmosférica, na qual partículas altamente energéticas arrastam as moléculas atmosféricas – como hidrogénio e oxigénio – para o espaço.

A busca por planetas habitáveis foca-se frequentemente nas anãs vermelhas, pois estas são as estrelas mais frias, pequenas e numerosas do Universo – e, portanto, relativamente propícias à deteção de pequenos planetas.

“O lado negativo é que as anãs vermelhas também são propensas a erupções estelares mais frequentes e poderosas que as do Sol,” comenta William Danchi, astrónomo de Goddard e coautor do artigo publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.

“Para avaliar a habitabilidade dos planetas ao redor dessas estrelas, temos de entender como esses vários efeitos se equilibram”, sublinha.

Outro importante fator de habitabilidade é a idade de uma estrela. Todos os dias, estrelas jovens produzem super-proeminências, erupções gigantescas pelo menos 10 vezes mais poderosas do que as observadas no Sol. Nas suas homólogas mais velhas e maduras, parecidas com o Sol, estas super-proeminências ocorrem uma vez a cada 100 anos.

As super-proeminências causam erosão atmosférica quando as emissões extremas de raios-X e raios UV quebram primeiro as moléculas em átomos e depois ionizam os gases atmosféricos.

Durante a ionização, a radiação ataca os átomos e destrói os eletrões. Os eletrões são muito mais leves do que os iões recém-formados, pelo que escapam à atração da gravidade com muito mais facilidade e fogem para o espaço.

Os opostos atraem-se, de modo que quanto mais eletrões carregados negativamente são gerados, mais produzem uma poderosa separação de carga que atrai os iões carregados positivamente da atmosfera num processo chamado escape de iões.

“Sabemos que a fuga de iões de oxigénio ocorre na Terra a uma escala mais pequena, uma vez que o Sol exibe apenas uma fração da atividade de estrelas mais jovens,” observa Alex Glocer, astrofísico de Goddard e coautor do artigo científico.

“Desenvolvemos um modelo para ver como este efeito escala quando temos uma entrada mais energética, como acontece em estrelas jovens.”, destaca.

O modelo estima a fuga de oxigénio em planetas que orbitam anãs vermelhas, assumindo que não a compensam com atividade vulcânica ou bombardeamento de cometas. Os vários modelos anteriores da erosão atmosférica indicaram que o hidrogénio é mais vulnerável à fuga de iões.

Sendo o elemento mais leve, o hidrogénio escapa facilmente para o espaço, presumivelmente deixando para trás uma atmosfera rica em elementos mais pesados, como oxigénio e azoto.

Mas quando os cientistas tiveram em conta as super-proeminências, o seu novo modelo indica que as tempestades violentas das jovens anãs vermelhas geram radiação altamente energética, radiação esta suficiente para permitir a fuga até do oxigénio e do azoto – blocos de construção para as moléculas essenciais da vida.

“Quanto mais raios-X e radiação ultravioleta existirem, mais eletrões serão gerados e mais forte será o efeito de escape de iões. Este efeito é muito sensível à quantidade de energia que a estrela emite, o que significa que deve desempenhar um papel importante na determinação do que é ou não é um planeta habitável”, afirma Glocer.

Considerando apenas o escape de oxigénio, o modelo estima que uma jovem anã vermelha pode tornar um exoplaneta próximo inabitável em apenas algumas dezenas a cem milhões de anos. A perda de hidrogénio e oxigénio reduziria e eliminaria o abastecimento de água do planeta antes que a vida tivesse hipótese de se desenvolver.

Novo modelo de habitabilidade

A modelagem da taxa de perda de oxigénio é o primeiro passo nos esforços da equipa para expandir a definição clássica de habitabilidade para o que chamam de zonas habitáveis afetadas pelo clima espacial.

Quando os exoplanetas orbitam uma estrela madura com um clima espacial ameno, a definição clássica é suficiente. Quando a estrela-mãe exibe níveis extremos de raios-X e radiação ultravioleta, maiores do que sete a dez vezes as emissões médias do nosso Sol, então aplica-se a nova definição.

Este novo modelo de habitabilidade tem implicações para o exoplaneta Proxima b, que orbita a Proxima Centauri – a nossa vizinha estelar mais próxima – 20 vezes mais perto do que a Terra orbita o Sol.

Considerando a idade da estrela e a proximidade do planeta, os cientistas esperam que Proxima b seja submetido a uma grande quantidade de raios-X e radiação ultravioleta extrema das super-proeminências que ocorrem aproximadamente a cada duas horas.

Eles estimam que o oxigénio escaparia da atmosfera de Proxima b em 10 milhões de anos. Além disso, a intensa atividade magnética e o vento estelar exacerba as condições climáticas do espaço, que por si só já são difíceis.

Os cientistas concluem que é bastante improvável que Proxima b seja habitável, mas nem tudo está perdido. Não faltam estrelas e exoplanetas no Universo, e este estudo permite descobrir mais facilmente quais poderão vir a acolher os primeiros terráqueos.