1702: Estrelas K podem ser as ideais para encontrar mundos habitáveis

Impressão de artista de um planeta que orbita a zona hativável de uma estrela K.
Crédito: NASA Ames/JPL-Caltech/Tim Pyle

Os cientistas que procuram sinais de vida para além do nosso Sistema Solar enfrentam grandes desafios, um dos quais é o de que existem centenas de milhares de milhões de estrelas, só na nossa Galáxia, a serem consideradas. Para restringir a busca, precisam de descobrir: que tipos de estrelas têm maior probabilidade de hospedar planetas habitáveis?

Um novo estudo descobriu que uma classe particular de estrelas chamadas estrelas K, que são mais fracas que o Sol, mas mais brilhantes que as estrelas mais ténues, podem ser um alvo particularmente promissor na busca por sinais de vida.

Porquê? Em primeiro lugar, as estrelas K vivem muito tempo – 17 a 70 mil milhões de anos, em comparação com os 10 mil milhões de anos do Sol – dando bastante tempo para a vida evoluir. Além disso, as estrelas K têm menos actividade extrema na sua juventude do que as estrelas mais ténues do Universo, chamadas estrelas M ou “anãs vermelhas”.

As estrelas M oferecem algumas vantagens na busca por planetas habitáveis. São o tipo mais comum de estrela na Galáxia, correspondendo a cerca de 75% de todas as estrelas no Universo. São também frugais com o seu combustível e podem brilhar mais de um bilião de anos. Um exemplo de uma estrela M, TRAPPIST-1, é conhecida por abrigar sete planetas rochosos do tamanho da Terra.

Mas a juventude turbulenta das estrelas M apresenta problemas para a potencial vida. As explosões estelares – libertações explosivas de energia magnética – são muito mais frequentes e energéticas do que as estrelas jovens parecidas com o Sol. As estrelas M também são muito mais brilhantes quando são jovens, até mil milhões de anos após a sua formação, com energia que poderia ferver oceanos em qualquer planeta que algum dia pudesse estar na zona habitável.

“Eu gosto de pensar que as estrelas K estão no ‘ponto ideal’ entre as estrelas análogas do Sol e as estrelas M,” disse Giada Arney, do Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, no estado norte-americano de Maryland.

Arney queria descobrir o aspecto das bioassinaturas, ou sinais de vida, num hipotético planeta em órbita de uma estrela K. A sua análise foi publicada na revista The Astrophysical Journal Letters.

Os cientistas consideram a presença simultânea de oxigénio e metano na atmosfera de um planeta como uma forte bio-assinatura porque estes gases gostam de reagir um com o outro, destruindo-se. De modo que se os dois estão presentes numa atmosfera, isso significa que algo os está a produzir rapidamente, muito possivelmente a vida, explicou Arney.

No entanto, como os planetas em redor de outras estrelas (exoplanetas) são tão remotos, é necessária a presença de quantidades significativas de oxigénio e metano na atmosfera de um exoplaneta para que sejam vistos por observatórios na Terra. A análise de Arney descobriu que a bio-assinatura de oxigénio-metano é provavelmente mais forte em torno de uma estrela K do que numa estrela parecida com o Sol.

Arney usou um modelo de computador que simula a química e a temperatura de uma atmosfera planetária, e como essa atmosfera responde a diferentes estrelas hospedeiras. Estas atmosferas sintéticas passaram então através de um modelo que simula o espectro do planeta para mostrar o seu possível aspecto através de futuros telescópios.

“Quando colocamos o planeta em torno de uma estrela K, o oxigénio não destrói o metano tão rapidamente, de modo que pode acumular-se mais eficazmente na atmosfera,” disse Arney. “Isto ocorre porque a luz ultravioleta da estrela K não gera gases de oxigénio altamente reactivos que destroem o metano tão facilmente como numa estrela parecida com o Sol.”

Este sinal de oxigénio-metano mais forte também foi previsto para planetas em torno de estrelas M, mas os seus altos níveis de actividade podem tornar as estrelas M incapazes de hospedar mundos habitáveis. As estrelas K fornecem a vantagem de uma maior probabilidade de detecção simultânea de oxigénio-metano em comparação com as estrelas tipo-Sol sem as desvantagens que acompanham uma hospedeira estelar do tipo M.

Adicionalmente, os exoplanetas em torno de estrelas K serão mais fáceis de ver do que aqueles em torno de estrelas semelhantes ao Sol, simplesmente porque as estrelas K são mais ténues. “O Sol é 10 mil milhões de vezes mais brilhante do que um planeta parecido com a Terra em seu redor. É muita luz para suprimir se quisermos ver um planeta em órbita. Uma estrela K pode ser ‘apenas’ mil milhões de vezes mais brilhante do que uma Terra em órbita,” acrescentou Arney.

A investigação de Arney também inclui a discussão sobre quais das estrelas K próximas podem ser os melhores alvos para futuras observações. Como não temos a capacidade de viajar para planetas em torno de outras estrelas devido às suas enormes distâncias, estamos limitados à análise da luz destes planetas em busca de um sinal de vida que possa aí estar presente. Ao separar essa luz nas suas cores componentes, ou espectro, os cientistas podem identificar os constituintes da atmosfera de um planeta, já que diferentes elementos emitem e absorvem cores distintas da luz.

“Eu acho que certas estrelas próximas, como 61 Cyg A/B, Epsilon Indi, Groombridge 1618 e HD 156026, podem ser alvos particularmente bons para pesquisas futuras de bioassinaturas,” concluiu Arney.

Astronomia On-line
12 de Março de 2019