p Quanto tempo pode durar um rocky, Planeta semelhante a Marte seria habitável se orbitasse uma estrela anã vermelha? É uma pergunta complexa, mas que a missão Mars Atmosphere and Volatile Evolution da NASA pode ajudar a responder. p "A missão MAVEN nos diz que Marte perdeu quantidades substanciais de sua atmosfera ao longo do tempo, mudando a habitabilidade do planeta, "disse David Brain, um co-investigador do MAVEN e professor do Laboratório de Física Atmosférica e Espacial da Universidade do Colorado em Boulder. "Podemos usar Marte, um planeta sobre o qual sabemos muito, como um laboratório para estudar planetas rochosos fora do nosso sistema solar, sobre a qual ainda não sabemos muito. "

p Na reunião de outono da American Geophysical Union em 13 de dezembro, 2017, em Nova Orleans, Louisiana, Brain descreveu como os insights da missão MAVEN podem ser aplicados à habitabilidade de planetas rochosos orbitando outras estrelas.

p O MAVEN carrega um conjunto de instrumentos que medem a perda atmosférica de Marte desde novembro de 2014. Os estudos indicam que Marte perdeu a maior parte de sua atmosfera para o espaço ao longo do tempo por meio de uma combinação de processos químicos e físicos. Os instrumentos da espaçonave foram escolhidos para determinar o quanto cada processo contribui para o escape total.

p Nos últimos três anos, o Sol passou por períodos de maior e menor atividade solar, e Marte também experimentou tempestades solares, erupções solares e ejeções de massa coronal. Essas condições variáveis ​​deram ao MAVEN a oportunidade de observar a fuga atmosférica de Marte aumentando e diminuindo.

p Brain e seus colegas começaram a pensar em aplicar esses insights a um hipotético planeta semelhante a Marte em órbita em torno de algum tipo de estrela M, ou anã vermelha, a classe mais comum de estrelas em nossa galáxia.

p Os pesquisadores fizeram alguns cálculos preliminares com base nos dados do MAVEN. Tal como acontece com Marte, eles presumiram que este planeta poderia estar posicionado na borda da zona habitável de sua estrela. Mas porque uma anã vermelha é mais escura do que o nosso Sol, um planeta na zona habitável teria que orbitar muito mais perto de sua estrela do que Mercúrio está do sol.

p O brilho de uma anã vermelha em comprimentos de onda ultravioleta (UV) extremos combinado com a órbita próxima significaria que o planeta hipotético seria atingido com cerca de 5 a 10 vezes mais radiação UV do que o verdadeiro Marte. Isso aumenta a quantidade de energia disponível para alimentar os processos responsáveis ​​pelo escape atmosférico. Com base no que o MAVEN aprendeu, Brain e colegas estimaram como os processos de escape individuais responderiam ao aumento do UV.

p Seus cálculos indicam que a atmosfera do planeta pode perder 3 a 5 vezes mais partículas carregadas, um processo chamado escape de íons. Cerca de 5 a 10 vezes mais partículas neutras podem ser perdidas por meio de um processo chamado escape fotoquímico, o que acontece quando a radiação ultravioleta quebra moléculas na alta atmosfera.

p Porque mais partículas carregadas seriam criadas, também haveria mais crepitação, outra forma de perda atmosférica. A pulverização catódica acontece quando as partículas energéticas são aceleradas para a atmosfera e empurram as moléculas, chutando alguns deles para o espaço e fazendo com que outros colidissem com seus vizinhos, da mesma forma que uma bola branca em um jogo de sinuca.

p Finalmente, o planeta hipotético pode experimentar aproximadamente a mesma quantidade de fuga térmica, também chamado de fuga de jeans. O escape térmico ocorre apenas para moléculas mais leves, como o hidrogênio. Marte perde seu hidrogênio por escape térmico no topo da atmosfera. No exo-Marte, o escape térmico aumentaria apenas se o aumento da radiação UV empurrasse mais hidrogênio para o topo da atmosfera.

p Completamente, as estimativas sugerem que orbitando na borda da zona habitável de uma tranquila estrela de classe M, em vez do nosso Sol, poderia encurtar o período habitável do planeta por um fator de cerca de 5 a 20. Para uma estrela M cuja atividade é intensificada como a de um demônio da Tasmânia, o período habitável pode ser reduzido por um fator de cerca de 1, 000 - reduzindo a um mero piscar de olhos em termos geológicos. As tempestades solares sozinhas poderiam atingir o planeta com explosões de radiação milhares de vezes mais intensas do que a atividade normal do nosso sol.

p Contudo, Brain e seus colegas consideraram uma situação particularmente desafiadora para habitabilidade, colocando Marte ao redor de uma estrela de classe M. Um planeta diferente pode ter alguns fatores atenuantes, por exemplo, processos geológicos ativos que reabastecem a atmosfera até certo ponto, um campo magnético para proteger a atmosfera da destruição pelo vento estelar, ou um tamanho maior que dá mais gravidade para manter a atmosfera.

p “Habitabilidade é um dos maiores tópicos da astronomia, e essas estimativas demonstram uma maneira de aproveitar o que sabemos sobre Marte e o Sol para ajudar a determinar os fatores que controlam se os planetas em outros sistemas podem ser adequados para a vida, "disse Bruce Jakosky, Investigador principal do MAVEN na Universidade de Colorado Boulder.