Ao estudar mundos rochosos fora do sistema solar, os pesquisadores usam Marte como um laboratório em escala planetária.
Quanto tempo poderia um planeta rochoso, semelhante a Marte, permanecer habitável se orbitasse uma anã vermelha? A missão Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN) da NASA, que tem estudado nosso vizinho desde novembro de 2014, ajudará a responder a essa difícil pergunta.
“As observações da missão MAVEN indicam que o Planeta Vermelho perdeu gradualmente uma parte significativa de sua atmosfera, e isso mudou suas condições”, disse David Brain, cientista da missão MAVEN da Universidade do Colorado (EUA).
Laboratório planetário
Ao estudar mundos rochosos fora do sistema solar, os pesquisadores usam Marte como um laboratório em escala planetária. Na reunião de outono da American Geophysical Union em 13 de dezembro de 2017 em New Orleans, EUA, David Brain compartilhou com colegas como os dados do MAVEN afetarão a determinação da habitabilidade de planetas rochosos orbitando estrelas distantes.
Nave espacial MAVEN. Crédito: NASA.
O MAVEN possui um conjunto de instrumentos a bordo que medem a perda da atmosfera marciana. Estudos mostram que grande parte dele escapou para o espaço "graças a" uma combinação de processos químicos e físicos, e os dados dos instrumentos fornecem pistas sobre o papel que cada um deles desempenhou.
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Nos últimos três anos, o Sol passou por períodos de aumento e diminuição da atividade, enquanto Marte passou por tempestades solares, erupções solares e ejeções de massa coronal. Essas mudanças proporcionaram ao MAVEN uma oportunidade única de observar o comportamento da atmosfera sob várias condições.
Anã vermelha e Marte hipotético
David Brain e seus colegas aplicaram esse conhecimento a um hipotético planeta semelhante a Marte orbitando uma estrela anã vermelha (a classe mais comum de estrelas em nossa Galáxia). Eles sugeriram que o exoplaneta, como Marte, está localizado na borda da zona habitável. Mas, como as anãs vermelhas são mais fracas que o Sol, sua zona habitável está muito mais próxima. Descobriu-se que, devido à extrema radiação ultravioleta da estrela e à órbita próxima, o planeta receberá 5-10 vezes mais UV do que Marte. Isso aumenta a quantidade de energia disponível para os processos responsáveis pelo escape da atmosfera.
A localização de um Marte hipotético na zona habitável orbitando uma anã vermelha em comparação com a localização de Marte real no sistema solar. Crédito: Goddard Space Flight Center da NASA.
Com base nos dados do MAVEN, os pesquisadores calcularam que a atmosfera dos exomars poderia perder 3-5 vezes mais partículas carregadas em um processo chamado vazamento de íons e 5-10 vezes mais partículas neutras como resultado do escape fotoquímico. Além disso, como haverá muitas partículas carregadas na atmosfera, ele começará a "borrifar". O processo de pulverização é semelhante a um jogo de bilhar: partículas carregadas colidem com as moléculas, empurrando algumas delas para o espaço e empurrando outras contra suas vizinhas. Esta reação em cadeia aumenta significativamente a taxa de perda atmosférica. Finalmente, o planeta hipotético enfrentará a perda de moléculas de luz como o hidrogênio.
Em geral, encontrar um hipotético Marte na orla da zona habitável de uma anã vermelha calma poderia encurtar a vida útil em cerca de 5 a 20 vezes. Se o planeta for colocado em um sistema ativo de anãs vermelhas, este período será reduzido em cerca de 1000 vezes.
Circunstâncias extenuantes
No entanto, David Brain considerou o pior cenário ao colocar Marte no meio de uma anã vermelha. Outro planeta pode ter alguns fatores atenuantes, como processos geológicos ativos, um campo magnético ou um tamanho maior. Tudo isso permite reabastecer, proteger e reter a atmosfera por um período mais longo.
“A habitabilidade de mundos distantes é um dos tópicos mais importantes da astronomia, e essas estimativas demonstram uma maneira de usar o conhecimento sobre Marte e o Sol na busca de vida no Universo”, concluiu Bruce Yakoski, Pesquisador Principal do MAVEN na Universidade do Colorado (EUA).
Roman Zakharov
