p A busca por vida fora da Terra começa em zonas habitáveis, as regiões ao redor das estrelas onde as condições poderiam permitir que a água líquida - essencial para a vida como a conhecemos - se acumule na superfície de um planeta. Uma nova pesquisa da NASA sugere que algumas dessas zonas podem não ser realmente capazes de sustentar vida devido às frequentes erupções estelares - que expelem grandes quantidades de material estelar e radiação para o espaço - de jovens estrelas anãs vermelhas. p Agora, uma equipe interdisciplinar de cientistas da NASA quer expandir como as zonas habitáveis ​​são definidas, levando em consideração o impacto da atividade estelar, que pode ameaçar a atmosfera de um exoplaneta com perda de oxigênio. Esta pesquisa foi publicada no Cartas de jornal astrofísico em 6 de fevereiro, 2017

p "Se quisermos encontrar um exoplaneta que possa desenvolver e sustentar a vida, devemos descobrir quais estrelas são os melhores pais, "disse Vladimir Airapetian, autor principal do artigo e cientista solar no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "Estamos chegando perto de entender que tipo de estrelas-mãe precisamos."

p Para determinar a zona habitável de uma estrela, os cientistas tradicionalmente consideram quanto calor e luz a estrela emite. Estrelas mais maciças que o nosso sol produzem mais calor e luz, portanto, a zona habitável deve ser mais distante. Menor, estrelas mais frias produzem zonas habitáveis ​​próximas.

p Mas junto com o calor e a luz visível, estrelas emitem raios-X e radiação ultravioleta, e produzir erupções estelares, como erupções e ejeções de massa coronal - chamadas coletivamente de clima espacial. Um possível efeito dessa radiação é a erosão atmosférica, em que partículas de alta energia arrastam moléculas atmosféricas - como hidrogênio e oxigênio, os dois ingredientes para a água - para o espaço. O novo modelo de Airapetian e sua equipe para zonas habitáveis ​​agora leva esse efeito em consideração.

p A busca por planetas habitáveis ​​geralmente se concentra nas anãs vermelhas, como estes são os mais legais, as menores e mais numerosas estrelas do universo - e, portanto, relativamente passíveis de detecção de pequenos planetas.

p "No lado negativo, as anãs vermelhas também são propensas a erupções estelares mais frequentes e poderosas do que o sol, "disse William Danchi, astrônomo Goddard e co-autor do artigo. "Para avaliar a habitabilidade dos planetas ao redor dessas estrelas, precisamos entender como esses vários efeitos se equilibram. "

p Outro fator importante de habitabilidade é a idade de uma estrela, dizem os cientistas, com base nas observações que reuniram da missão Kepler da NASA. Todos os dias, jovens estrelas produzem superflares, erupções e erupções poderosas pelo menos 10 vezes mais poderosas do que as observadas no sol. Em seus mais velhos, homólogos maduros que se assemelham ao nosso sol de meia-idade hoje, tais superflares são observados apenas uma vez a cada 100 anos.

p "Quando olhamos para as jovens anãs vermelhas em nossa galáxia, vemos que eles são muito menos luminosos do que o nosso sol hoje, "Airapetian disse." Pela definição clássica, a zona habitável em torno das anãs vermelhas deve estar 10 a 20 vezes mais próxima do sol do que a Terra. Agora sabemos que essas estrelas anãs vermelhas geram muitos raios-X e emissões ultravioleta extremas nas zonas habitáveis ​​de exoplanetas por meio de erupções freqüentes e tempestades estelares. "

p Os superflares causam erosão atmosférica quando os raios X de alta energia e as emissões ultravioletas extremas primeiro quebram as moléculas em átomos e depois ionizam os gases atmosféricos. Durante a ionização, a radiação atinge os átomos e elimina os elétrons. Os elétrons são muito mais leves do que os íons recém-formados, assim, eles escapam da atração da gravidade com muito mais facilidade e correm para o espaço.

p Os opostos se atraem, de modo que à medida que mais e mais elétrons carregados negativamente são gerados, eles criam uma separação de carga poderosa que atrai íons carregados positivamente para fora da atmosfera em um processo chamado escape de íons.

p "Sabemos que o escape de íons de oxigênio acontece na Terra em uma escala menor, já que o sol exibe apenas uma fração da atividade das estrelas mais jovens, "disse Alex Glocer, astrofísico Goddard e co-autor do artigo. "Para ver como esse efeito se dimensiona quando você obtém mais entrada de alta energia, como veria de estrelas jovens, desenvolvemos um modelo. "

p O modelo estima o escape de oxigênio em planetas em torno das anãs vermelhas, presumindo que eles não compensem com atividade vulcânica ou bombardeio de cometas. Vários modelos anteriores de erosão atmosférica indicaram que o hidrogênio é mais vulnerável ao escape de íons. Como o elemento mais leve, o hidrogênio escapa facilmente para o espaço, presumivelmente deixando para trás uma atmosfera rica em elementos mais pesados, como oxigênio e nitrogênio.

p Mas quando os cientistas contabilizaram superflares, seu novo modelo indica que as tempestades violentas de jovens anãs vermelhas geram radiação de alta energia suficiente para permitir a fuga de oxigênio e nitrogênio - blocos de construção para as moléculas essenciais da vida.

p "Quanto mais raios-X e energia ultravioleta extrema houver, quanto mais elétrons são gerados e mais forte se torna o efeito de escape de íons, "Glocer disse." 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 e do que não é um planeta habitável. "

p Considerando o escape de oxigênio sozinho, o modelo estima que uma jovem anã vermelha pode tornar um exoplaneta próximo inabitável dentro de algumas dezenas a cem milhões de anos. A perda de hidrogênio e oxigênio atmosféricos reduziria e eliminaria o suprimento de água do planeta antes que a vida tivesse a chance de se desenvolver.

p "Os resultados deste trabalho podem ter implicações profundas para a química atmosférica desses mundos, "disse Shawn Domagal-Goldman, um cientista espacial Goddard não envolvido com o estudo. "The team's conclusions will impact our ongoing studies of missions that would search for signs of life in the chemical composition of those atmospheres."

p Modeling the oxygen loss rate is the first step in the team's efforts to expand the classical definition of habitability into what they call space weather-affected habitable zones. When exoplanets orbit a mature star with a mild space weather environment, the classical definition is sufficient. When the host star exhibits X-ray and extreme ultraviolet levels greater than seven to 10 times the average emissions from our sun, then the new definition applies. The team's future work will include modeling nitrogen escape, which may be comparable to oxygen escape since nitrogen is just slightly lighter than oxygen.

p The new habitability model has implications for the recently discovered planet orbiting the red dwarf Proxima Centauri, our nearest stellar neighbor. Airapetian and his team applied their model to the roughly Earth-sized planet, dubbed Proxima b, which orbits Proxima Centauri 20 times closer than Earth is to the sun.

p Considering the host star's age and the planet's proximity to its host star, the scientists expect that Proxima b is subjected to torrents of X-ray and extreme ultraviolet radiation from superflares occurring roughly every two hours. They estimate oxygen would escape Proxima b's atmosphere in 10 million years. Adicionalmente, intense magnetic activity and stellar wind – the continuous flow of charged particles from a star – exacerbate already harsh space weather conditions. The scientists concluded that it's quite unlikely Proxima b is habitable.

p "We have pessimistic results for planets around young red dwarfs in this study, but we also have a better understanding of which stars have good prospects for habitability, " Airapetian said. "As we learn more about what we need from a host star, it seems more and more that our sun is just one of those perfect parent stars, to have supported life on Earth."