Qualquer vida identificada em planetas orbitando estrelas anãs brancas quase certamente evoluiu após a morte da estrela, diz um novo estudo conduzido pela Universidade de Warwick que revela as consequências dos ventos estelares intensos e furiosos que vão golpear um planeta enquanto sua estrela está morrendo. A pesquisa é publicada em Avisos mensais da Royal Astronomical Society , e o autor principal, Dr. Dimitri Veras, irá apresentá-lo hoje (21 de julho) no Encontro Nacional de Astronomia online (NAM 2021).

A pesquisa fornece uma nova visão para os astrônomos em busca de sinais de vida ao redor dessas estrelas mortas, examinando o impacto que seus ventos terão nos planetas em órbita durante a transição da estrela para o estágio de anã branca. O estudo conclui que é quase impossível para a vida sobreviver à evolução estelar cataclísmica, a menos que o planeta tenha um campo magnético intensamente forte - ou magnetosfera - que pode protegê-lo dos piores efeitos.

No caso da Terra, as partículas do vento solar podem corroer as camadas protetoras da atmosfera que protegem os humanos da radiação ultravioleta prejudicial. A magnetosfera terrestre atua como um escudo para desviar essas partículas através de seu campo magnético. Nem todos os planetas têm magnetosfera, mas a da Terra é gerada por seu núcleo de ferro, que gira como um dínamo para criar seu campo magnético.

"Sabemos que o vento solar no passado corroeu a atmosfera marciana, que, ao contrário da Terra, não tem uma magnetosfera em grande escala. O que não esperávamos descobrir é que o vento solar no futuro poderia ser tão prejudicial até mesmo para os planetas protegidos por um campo magnético ", diz a Dra. Aline Vidotto, do Trinity College Dublin, o co-autor do estudo.

Todas as estrelas acabam ficando sem hidrogênio disponível, que alimenta a fusão nuclear em seus núcleos. No Sol, o núcleo se contrai e aquece, conduzindo uma enorme expansão da atmosfera externa da estrela em uma 'gigante vermelha'. O Sol então se estenderá a um diâmetro de dezenas de milhões de quilômetros, engolindo os planetas internos, possivelmente incluindo a Terra. Ao mesmo tempo, a perda de massa na estrela significa que ela tem uma atração gravitacional mais fraca, então os planetas restantes se afastam.

Durante a fase de gigante vermelha, o vento solar será muito mais forte do que hoje, e vai flutuar dramaticamente. Veras e Vidotto modelaram os ventos de 11 tipos diferentes de estrelas, com massas variando de uma a sete vezes a massa do nosso sol.

Seu modelo demonstrou como a densidade e velocidade do vento estelar, combinado com uma órbita planetária em expansão, conspira para reduzir e expandir alternativamente a magnetosfera de um planeta ao longo do tempo. Para qualquer planeta manter sua magnetosfera ao longo de todos os estágios da evolução estelar, seu campo magnético precisa ser pelo menos cem vezes mais forte do que o campo magnético atual de Júpiter.

O processo de evolução estelar também resulta em uma mudança na zona habitável de uma estrela, que é a distância que permitiria a um planeta ter a temperatura certa para suportar água líquida. Em nosso sistema solar, a zona habitável se moveria de cerca de 150 milhões de km do Sol - onde a Terra está atualmente posicionada - até 6 bilhões de km, ou além de Netuno. Embora um planeta em órbita também mude de posição durante as fases de ramificação gigante, os cientistas descobriram que a zona habitável se move para fora mais rapidamente do que o planeta, representando desafios adicionais para qualquer vida existente na esperança de sobreviver ao processo.

Eventualmente, a gigante vermelha perde toda a sua atmosfera externa, deixando para trás o denso remanescente de anã branca quente. Estes não emitem ventos estelares, portanto, quando a estrela atinge esse estágio, o perigo para os planetas sobreviventes passa.

Dr. Veras diz que "este estudo demonstra a dificuldade de um planeta em manter sua magnetosfera protetora ao longo de todas as fases do ramo gigante da evolução estelar."

"Uma conclusão é que a vida em um planeta na zona habitável ao redor de uma anã branca quase certamente se desenvolveria durante a fase da anã branca, a menos que a vida fosse capaz de resistir a múltiplas mudanças extremas e repentinas em seu ambiente."

Futuras missões como o Telescópio Espacial James Webb, que será lançado ainda este ano, devem revelar mais sobre os planetas que orbitam estrelas anãs brancas, incluindo se os planetas dentro de suas zonas habitáveis ​​mostram biomarcadores que indicam a presença de vida, portanto, o estudo fornece um contexto valioso para quaisquer descobertas em potencial.

Até agora, nenhum planeta terrestre que pudesse sustentar a vida em torno de uma anã branca foi encontrado, mas dois gigantes gasosos conhecidos estão próximos o suficiente da zona habitável de suas estrelas para sugerir que tal planeta poderia existir. Esses planetas provavelmente se aproximaram da anã branca como resultado de interações com outros planetas mais distantes.

Dr. Veras acrescenta que "esses exemplos mostram que planetas gigantes podem se aproximar muito perto da zona habitável. A zona habitável para uma anã branca é muito próxima da estrela porque eles emitem muito menos luz do que uma estrela semelhante ao Sol. No entanto, as anãs brancas também são estrelas muito estáveis, pois não têm ventos. Um planeta estacionado na zona habitável das anãs brancas pode permanecer lá por bilhões de anos, permitindo que o tempo para a vida se desenvolva, desde que as condições sejam adequadas. "