Os planetas rochosos orbitando estrelas anãs vermelhas podem estar secos e sem vida, de acordo com um novo estudo usando o telescópio espacial Hubble da NASA. Água e compostos orgânicos, essencial para a vida como a conhecemos, podem explodir antes de chegarem à superfície de novos planetas.

Esta hipótese é baseada em observações surpreendentes de um disco de gás e poeira em rápida erosão cercando os jovens, estrela anã vermelha próxima AU Microscopii (AU Mic) pelo Hubble e o Very Large Telescope do European Southern Observatory (VLT) no Chile. Os planetas nascem em discos como este.

Anãs vermelhas, que são menores e mais fracos que o nosso Sol, são as estrelas mais abundantes e de vida mais longa da galáxia.

Bolhas de material em movimento rápido parecem estar ejetando partículas do disco AU Mic. Se o disco continuar a se dissipar neste ritmo rápido, desaparecerá em cerca de 1,5 milhão de anos. Nesse curto espaço de tempo, material gelado de cometas e asteróides pode ser eliminado do disco. Cometas e asteróides são importantes porque se acredita que eles semearam planetas rochosos como a Terra com água e compostos orgânicos, os blocos de construção químicos para a vida. Se este mesmo sistema de transporte for necessário para planetas no sistema AU Mic, então eles podem acabar "secos" e empoeirados - inóspitos para a vida como a conhecemos.

"A Terra, nós sabemos, formado 'seco, 'com um quente, superfície fundida, e água atmosférica acumulada e outros voláteis por centenas de milhões de anos, sendo enriquecido por material gelado de cometas e asteróides transportados do sistema solar externo, "disse o co-investigador Glenn Schneider do Observatório Steward em Tucson, Arizona.

As observações são conduzidas por John Wisniewski da Universidade de Oklahoma em Norman, cuja equipe é composta por 14 astrônomos dos EUA e da Europa.

Se a atividade em torno do AU Mic é típica do processo de nascimento do planeta entre as anãs vermelhas, poderia reduzir ainda mais as perspectivas de mundos habitáveis ​​em nossa galáxia. Observações anteriores sugerem que uma torrente de luz ultravioleta de estrelas anãs vermelhas jovens rapidamente remove a atmosfera de quaisquer planetas em órbita. Esta estrela em particular tem apenas 23 milhões de anos.

Pesquisas mostraram que os planetas terrestres são comuns em torno das anãs vermelhas. Na verdade, eles devem conter a maior parte da população do planeta da nossa galáxia, que pode chegar a dezenas de bilhões de mundos. Planetas foram encontrados dentro da zona habitável de várias anãs vermelhas próximas, mas suas características físicas são amplamente desconhecidas.

Explodido por Blobs

As observações do Espectrógrafo de Imagens do Telescópio Espacial do Hubble (STIS) e do VLT mostram que o disco circunestelar AU Mic está sendo escavado por bolhas em movimento rápido de material circunstelar, que agem como um limpa-neve, empurrando pequenas partículas - possivelmente contendo água e outros voláteis - para fora do sistema. Os pesquisadores ainda não sabem como os blobs foram lançados. Uma teoria é que poderosas ejeções de massa da turbulenta estrela os expulsaram. Essa atividade energética é comum entre as anãs vermelhas jovens.

"Essas observações sugerem que os planetas com água podem ser raros em torno das anãs vermelhas porque todos os corpos menores que transportam água e produtos orgânicos são destruídos conforme o disco é escavado, "explicou Carol Grady da Eureka Scientific em Oakland, Califórnia, co-investigador nas observações do Hubble.

A teoria convencional sustenta que bilhões de anos atrás a Terra se formou como um planeta relativamente seco. Asteróides e cometas gravitacionalmente perturbados, rico em água do sistema solar externo mais frio, bombardeou a Terra e semeou a superfície com gelo e compostos orgânicos. "Contudo, este processo pode não funcionar em todos os sistemas planetários, "Grady disse.

A equipe determinou a vida útil do disco usando uma massa estimada do disco a partir de um estudo independente, bem como calcular a massa das bolhas que escapam em seus dados de luz visível STIS. A massa de cada bolha é cerca de quatro dez milionésimos da massa da Terra. A massa do disco - cerca de 1,7 vezes mais massiva do que a Terra - é baseada em dados obtidos pelo Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA).

Embora a massa das bolhas rebeldes pareçam minúsculas, o diâmetro de cada bolha pode se estender pelo menos do Sol a Júpiter. Atualmente, a equipe identificou seis bolhas de saída, mas é possível que haja um fluxo contínuo deles. Grupos de bolhas caindo no disco podem varrer o material com bastante rapidez.

"A rápida dissipação do disco não é algo que eu esperava, "Grady disse." Com base nas observações de discos em torno de estrelas mais luminosas, esperávamos que os discos em torno de estrelas anãs vermelhas mais fracas tivessem um período de tempo mais longo. Neste sistema, o disco terá ido embora antes que a estrela tenha 25 milhões de anos. "Ela acrescentou que AU Mic provavelmente começou com uma borda externa de pequenos corpos gelados, como o cinturão de Kuiper encontrado em nosso próprio sistema solar. Se o disco não estivesse sendo corroído, teria fornecido gelo para quaisquer planetas internos secos.

Sondando o mistério do Blob

Os astrônomos do Hubble identificaram as manchas em imagens de luz visível do STIS feitas em 2010-2011. Como seguimento do estudo de Hubble, o instrumento SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research) montado no Very Large Telescope do European Southern Observatory no Chile, fez observações no infravermelho próximo. As características do disco foram sugeridas em observações feitas em 2004 por telescópios terrestres e a Câmera Avançada para Pesquisas do Hubble.

Até aqui, a equipe descobriu bolhas no lado sudeste do disco, com velocidades de ejeção estimadas entre 9, 000 milhas por hora e 27, 000 milhas por hora, rápido o suficiente para escapar das garras gravitacionais da estrela. Eles atualmente variam em distância de aproximadamente 930 milhões de milhas a mais de 5,5 bilhões de milhas da estrela.

O Hubble também está mostrando que essas bolhas podem não ser apenas bolas gigantes de detritos empoeirados. O telescópio resolveu a subestrutura em uma das bolhas, incluindo uma tampa em forma de cogumelo acima do plano do próprio disco e uma estrutura complexa em forma de "loop" abaixo do disco. "Essas estruturas podem fornecer pistas sobre os mecanismos que impulsionam essas bolhas, "Schneider disse.

O sistema reside a 32 anos-luz de distância, na constelação sul de Microscopium.

"AU Mic está idealmente localizado, "Schneider disse." Mas é apenas um dos cerca de três ou quatro sistemas de anãs vermelhas com conhecidos discos de dispersão de luz estelar de detritos circunstelares. Os outros sistemas conhecidos estão normalmente cerca de seis vezes mais distantes, portanto, é um desafio conduzir um estudo detalhado dos tipos de recursos nesses discos que vemos no AU Mic. "

Contudo, os astrônomos estão começando a identificar alguma atividade possivelmente semelhante nesses outros sistemas. "Isso mostra que AU Mic não é único, "Grady disse." Na verdade, você pode argumentar que, por ser um dos sistemas mais próximos desse tipo, seria improvável que fosse único. "

As observações do AU Mic mostram a importância do ambiente de disco de uma estrela na formação e evolução do planeta. "O que aprendemos é que os discos parecem ser uma parte normal da história dos sistemas planetários, "Grady disse." Se você não entende o disco de uma estrela, você não tem uma boa compreensão do sistema planetário resultante. "

Grady apresentará os resultados da equipe em uma entrevista coletiva em 8 de janeiro 2019, na 233ª reunião da American Astronomical Society em Seattle, Washington.