Há algo de ameaçador nas anãs vermelhas. Os olhos humanos estão acostumados ao nosso benevolente sol amarelo e à luz quente que ele irradia em nosso glorioso planeta coberto de vida. Mas as anãs vermelhas podem parecer mal-humoradas, mal-humoradas e até mesmo agourentas.

Por longos períodos de tempo, eles podem ficar calmos, mas então podem explodir violentamente, lançando um aviso para qualquer vida que possa estar se firmando em um planeta próximo.

Anãs vermelhas (anãs M) são o tipo mais comum de estrela na Via Láctea. Isso significa que a maioria dos exoplanetas orbitam anãs vermelhas , não estrelas do tipo G bem comportadas como o nosso sol. À medida que os astrônomos estudam as anãs vermelhas com mais detalhes, eles descobriram que as anãs vermelhas podem não ser os melhores hospedeiros estelares quando se trata de habitabilidade de exoplanetas. Vários estudos mostraram que as anãs vermelhas podem explodir violentamente, emitindo radiação poderosa o suficiente para tornar os planetas próximos inabitáveis, mesmo quando estão firmemente na zona potencialmente habitável.

Mas ainda há muito que os astrônomos não sabem sobre as anãs vermelhas e sua natureza selvagem. Um novo estudo examinou 177 anãs M para entender melhor sua variabilidade de longo prazo. Os pesquisadores descobriram que o comportamento das anãs vermelhas é mais complexo do que se pensava, e mesmo as anãs vermelhas mais calmas são mais selvagens que o sol.

O estudo é intitulado "Caracterização da atividade estelar de anãs M. I. Variabilidade de longa escala em uma grande amostra e detecção de novos ciclos." O artigo será publicado na revista Astronomy and Astrophysics e está disponível no servidor de pré-impressão arXiv . A autora principal é Lucile Mignon, pesquisadora de pós-doutorado da Universidade Grenoble Alpes e do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica (CNRS).

Todas as estrelas são variáveis ??em um grau ou outro. O sol segue um ciclo de 11 anos durante o qual o número de manchas solares na superfície de nossa estrela aumenta e diminui. Está tudo relacionado à atividade magnética. Mas a habitabilidade depende de ciclos de longo prazo. A vida avança em prazos muito mais longos do que alguns anos. A vida na Terra levou bilhões de anos para realmente começar.

Essa é uma das razões pelas quais os astrofísicos estão interessados ??em anãs vermelhas e sua variabilidade de longo prazo. A vida apareceu na Terra há cerca de 3,5 bilhões de anos, mas a vida complexa realmente surgiu há cerca de 540 milhões de anos, durante a explosão do Cambriano. Se a vida segue um período de tempo semelhante em geral, a variabilidade da anã vermelha poderia impedir a vida de durar?

Observar anãs vermelhas e chegar a qualquer conclusão é um desafio difícil. Podemos observar nosso sol com grande detalhe, especialmente nos últimos anos. Uma frota de espaçonaves - incluindo a Parker Solar Probe, a Solar Orbiter, a Solar and Heliospheric Orbiter e outras - é dedicada a monitorá-la em detalhes. Também observamos o sol e sua atividade durante um longo período de tempo.

Infelizmente, não conseguimos monitorar anãs vermelhas individuais por períodos de tempo extremamente longos. Em vez disso, os pesquisadores precisam se contentar com conjuntos de dados que abrangem algumas décadas ou mais. Nesta nova pesquisa, Mignon e seus co-autores examinaram 177 milhões de anãs observadas pelo HARPS (High Accuracy Radialspeed Planet Searcher) de 2003 a 2020. A atividade nesta escala de tempo contém pistas de como essas estrelas se comportam em períodos mais longos.

O HARPS é essencialmente um espectrógrafo e, a partir dele, os autores deste estudo obtiveram emissões cromosféricas para as anãs vermelhas. As emissões cromosféricas decorrem da atividade do campo magnético de uma estrela, e não de sua fusão. A queima é um artefato da atividade magnética, então estudar a queima significa estudar a cromosfera de uma estrela. A equipe também analisou as características fotométricas das anãs vermelhas juntamente com as emissões cromosféricas.

A dificuldade em estudar a variabilidade da anã vermelha decorre de nossos dados limitados de longo prazo. "A identificação inequívoca de um ciclo requer medições que mostrem sua repetição em vários períodos. Isso requer dados coletados em um longo período de tempo", explicam.

Na falta disso, os pesquisadores trabalharam com a ideia do que eles chamam de 'estações.'' Ao identificar as estações de estrelas individuais, eles puderam analisar melhor os dados. ) com pelo menos cinco observações (150 dias é o limite máximo típico para o período de rotação das anãs M) e intervalos entre as observações menores que 40 dias dentro de uma caixa de 150 dias", explicam.

Isso identificou uma subamostra de 57 estrelas.

Os resultados mostram que a variabilidade é uma característica definidora entre as anãs M. “Descobrimos que a maioria das estrelas é significativamente variável, mesmo as estrelas mais silenciosas”, escreveram os pesquisadores. "A maioria das estrelas em nossa amostra (75%) exibe uma variabilidade de longo prazo, que se manifesta principalmente através de variabilidade linear ou quadrática, embora o verdadeiro comportamento possa ser mais complexo." (A variabilidade linear é mais simples, enquanto a variabilidade quadrática sugere um ciclo.)

Os pesquisadores encontraram ciclos em sua amostra variando de vários anos a mais de 20 anos. Mas eles são rápidos em apontar que suas descobertas têm limitações e que seu estudo é apenas um passo inicial para uma melhor compreensão das anãs vermelhas. Para muitas das estrelas, há uma forte indicação de que existe variabilidade de longo prazo. "... estrelas melhor amostradas podem exibir um comportamento mais complexo se tivessem sido melhor amostradas", escrevem eles. Mas ainda assim, seus resultados são "... indicativos da forte presença de variabilidade de longo prazo, no entanto, e indicam que essas estrelas têm uma forte variabilidade de longo prazo, o que é importante na busca por exoplanetas."

Pode haver várias camadas de ciclos e variabilidade que afetam umas às outras, tornando o comportamento das estrelas muito difícil de decifrar. Seu comportamento intrigante "... pode ser devido a uma complexa variabilidade subjacente em diferentes escalas de tempo simultaneamente", escrevem os autores.

Os pesquisadores dizem que, mesmo com seus dados limitados, eles fizeram progressos. "Mesmo que a cobertura de tempo não seja suficiente para algumas estrelas, nossos dados podem ser usados ??para estimar um período mínimo de ciclo, se houver." Mas algumas conclusões estão fora de alcance por enquanto. Sua análise "... não é suficiente para garantir que o sinal seja periódico ou mesmo quase periódico."

Uma resposta definitiva para a habitabilidade da anã vermelha está fora de alcance por enquanto. Pode ser que, como sugere este estudo, haja tanta variabilidade entre as anãs vermelhas que elas sejam imprevisíveis para sempre. Mas não aposte contra a descoberta de mais detalhes pela ciência.

A queima da anã vermelha está bem documentada. A explosão estelar mais poderosa já detectada veio de uma anã vermelha. Em 2019, Proxima Centauri, uma anã vermelha e nossa vizinha estelar mais próxima, emitiu uma explosão 14.000 vezes mais brilhante do que sua luminosidade pré-erupção, e levou apenas alguns segundos para brilhar com tanta intensidade. O exoplaneta Proxima Centauri b fica na zona potencialmente habitável da estrela, e uma explosão tão brilhante poderia eliminar a possibilidade de vida ou mesmo de água líquida no planeta. Mesmo que Proxima Centauri brilhasse tão intensamente uma vez a cada um milhão de anos, ou até mais, isso poderia eliminar a possibilidade de vida.

A busca por vida ou habitabilidade em outros mundos inevitavelmente inclui um foco nas anãs vermelhas. Sua abundância significa que eles devem ser estudados com mais profundidade. Pode acontecer que muitos dos planetas que pensamos serem habitáveis, como os conhecidos planetas TRAPPIST-1, sejam simplesmente submetidos a muita radiação de seus hospedeiros anãs vermelhas. Quanto mais variáveis ??forem, menos provável é que a vida persista e até mesmo floresça em exoplanetas em torno de anãs vermelhas.