Esta estrela morta é o melhor vislumbre do futuro de nosso Sistema Solar

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Impressão artística do sistema de anã branca. Créditos: Observatório WM Keck / Adam Makarenko.

Por Dimitri Veras
Publicado no The Conversation

Como o Sistema Solar morrerá? É uma questão extremamente importante sobre a qual os pesquisadores têm especulado muito, usando nosso conhecimento de física para criar modelos teóricos complexos.

Sabemos que o Sol acabará por se tornar uma “anã branca“, um remanescente estelar ativo cuja luz fraca gradualmente se transformará em escuridão. Essa transformação envolverá um processo violento que destruirá um número desconhecido de seus planetas.

Então, quais planetas sobreviverão à morte do Sol? Uma maneira de buscar a resposta é examinar o destino de outros sistemas planetários semelhantes.

No entanto, isso tem se mostrado difícil. A fraca radiação das anãs brancas torna difícil localizar exoplanetas (planetas ao redor de outras estrelas além do nosso Sol) que sobreviveram a essa transformação estelar – eles estão literalmente no escuro.

Impressão artística do sistema de anã branca. Créditos: Observatório WM Keck / Adam Makarenko.

Na verdade, dos mais de 4.500 exoplanetas conhecidos atualmente, apenas um punhado foi encontrado em torno das anãs brancas – e a localização desses planetas sugere que eles chegaram lá após a morte da estrela.

Essa falta de dados pinta um quadro incompleto de nosso próprio destino planetário. Felizmente, agora estamos preenchendo as lacunas.

Em nosso novo estudo, publicado na Nature, relatamos a descoberta do primeiro exoplaneta conhecido a sobreviver à morte de sua estrela sem ter sua órbita alterada por outros planetas em movimento – circulando a uma distância comparável àquela entre o Sol e os planetas do Sistema Solar.

Um planeta semelhante a Júpiter

Este novo exoplaneta, que descobrimos com o Observatório Keck no Havaí, é particularmente semelhante a Júpiter tanto em massa quanto em separação orbital, e nos fornece um vislumbre crucial dos sobreviventes planetários ao redor de estrelas mortas.

A transformação de uma estrela em anã branca envolve uma fase violenta na qual ela se torna uma “gigante vermelha” inchada, também conhecida como estrela do “ramo assintótico das gigantes“, centenas de vezes maior do que antes.

Acreditamos que este exoplaneta sobreviveu por pouco: se estivesse inicialmente mais perto de sua estrela-mãe, teria sido engolfado pela expansão da estrela.

Quando o Sol eventualmente se tornar uma gigante vermelha, seu raio realmente alcançará a órbita atual da Terra. Isso significa que o Sol (provavelmente) engolfará Mercúrio e Vênus, e possivelmente a Terra – mas não temos certeza.

Esperava-se que Júpiter e suas luas sobrevivessem, embora antes não soubéssemos com certeza. Mas com a nossa descoberta deste novo exoplaneta, podemos agora ter mais certeza de que Júpiter realmente sobreviverá.

Além disso, a margem de erro na posição desse exoplaneta pode significar que ele está quase a metade da proximidade da anã branca que Júpiter está do Sol atualmente. Se for assim, essa é uma evidência adicional para assumir que Júpiter e Marte sobreviverão.

Então, alguma vida poderia sobreviver a essa transformação?

Uma anã branca pode sustentar a vida em luas ou planetas que ficam muito próximos a ela (cerca de um décimo da distância entre o Sol e Mercúrio) durante os primeiros bilhões de anos. Depois disso, não haveria radiação suficiente para sustentar nada.

Asteroides e anãs brancas

Embora os planetas orbitando as anãs brancas tenham sido difíceis de encontrar, o que tem sido muito mais fácil de detectar são asteroides se partindo perto da superfície da anã branca.

Para que os exoasteroides cheguem tão perto de uma anã branca, eles precisam ter impulso suficiente passado a eles por exoplanetas sobreviventes. Consequentemente, há muito tempo se supõe que exoasteroides são evidências de que exoplanetas também existem por perto.

Nossa descoberta finalmente confirma isso. Embora no sistema que está sendo discutido no estudo, a tecnologia atual não nos permite ver nenhum exoasteroide, pelo menos agora podemos juntar as diferentes partes do quebra-cabeça do destino planetário, mesclando as evidências de diferentes sistemas de anãs brancas.

A ligação entre exoasteroides e exoplanetas também se aplica ao nosso próprio Sistema Solar. Objetos individuais no cinturão principal de asteroides e no cinturão de Kuiper (um disco no Sistema Solar externo), provavelmente, sobreviverão à morte do Sol, mas alguns serão movidos pela gravidade por um dos planetas sobreviventes em direção à superfície da anã branca.

Perspectivas de futuras descobertas

O novo exoplaneta anã branca foi encontrado com o que é conhecido como método de detecção de microlentes. Tal método mostra como a luz se curva devido a um forte campo gravitacional, que acontece quando uma estrela se alinha momentaneamente com uma estrela mais distante, conforme vista da Terra.

A gravidade da estrela em primeiro plano amplia a luz da estrela atrás dela. Quaisquer planetas orbitando a estrela em primeiro plano irão curvar e distorcer essa luz ampliada, que é como podemos detectá-los.

A anã branca que investigamos está a um quarto do caminho em direção ao centro da galáxia da Via Láctea, ou cerca de 6.500 anos-luz de distância do nosso Sistema Solar, e a estrela mais distante está no centro da galáxia.

Uma característica chave da técnica de microlentes é que ela é sensível aos planetas que orbitam estrelas na distância Júpiter-Sol. Os outros planetas conhecidos que orbitam anãs brancas foram encontrados com diferentes técnicas que são sensíveis a diferentes separações estrela-planeta.

Dois exemplos referem-se a planetas que sobreviveram à transformação de uma estrela em anã branca e acabaram mais perto dela do que antes.

Um foi encontrado por fotometria de trânsito – um método para detectar planetas quando eles passam na frente de uma anã branca, o que cria uma diminuição na luz recebida pela Terra – e o outro foi descoberto através da detecção da evaporação da atmosfera do planeta.

Outra técnica de detecção – a astrometria, que mede com precisão o movimento das anãs brancas no céu – também deve produzir resultados.

Em alguns anos, a astrometria da missão Gaia deve encontrar cerca de uma dúzia de planetas orbitando anãs brancas. Talvez estes possam oferecer melhores evidências de como exatamente o Sistema Solar morrerá.

Esta variedade de técnicas é um bom presságio para detecções futuras em potencial, que podem oferecer mais informações sobre o destino de nosso próprio planeta. Mas, por enquanto, o recém-descoberto exoplaneta semelhante a Júpiter fornece o vislumbre mais claro do nosso futuro.