Remanescentes de antigo mundo parecido com a Terra são vistos sendo devorados por uma estrela

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Impressão artística de detritos planetários caindo sobre as duas anãs brancas peculiares. (Créditos: Universidade de Warwick/Dr. Mark Garlick)

Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert

A vida de uma estrela da sequência principal como o Sol pode não terminar em uma supernova como as estrelas mais massivas que existem, mas não será uma morte tranquila.

À medida que a estrela fica sem combustível e se torna instável, ela incha até um tamanho absolutamente enorme antes de explodir seu material externo enquanto o núcleo colapsa em uma pequena anã branca ultradensa.

Para o Sol, esse estágio gigante vermelho inchado poderia se estender até Marte, um processo que poderia desestabilizar e destruir planetas próximos o suficiente.

Vimos estrelas anãs brancas que têm planetas, sugerindo que podem sobreviver ao processo (ou se formar depois dele). Mas, cada vez mais, cientistas estão descobrindo que muitos exoplanetas são devorados pela anã branca.

Podemos detectar isso por causa da ‘poluição’ por elementos planetários nas atmosferas de estrelas anãs brancas, cujo estudo é conhecido como necroplanetologia.

E agora, astrônomos descobriram o exemplo mais antigo conhecido: um exoplaneta devorado por uma anã branca que se formou há 10,2 bilhões de anos.

A anã branca está a cerca de 90 anos-luz da Terra, incrivelmente pequena e opaca, com um tom incomum mais vermelho do que qualquer outra estrela anã branca. Uma segunda estrela anã branca, excepcionalmente azul, formou-se há 9 bilhões de anos. Ambas as estrelas, descobriu a equipe, estão enfrentando poluição contínua por detritos planetários em queda.

No entanto, enquanto a estrela vermelha, chamada WD J2147-4035, representa a mais antiga anã branca poluída já descoberta, a estrela azul, chamada WD J1922+0233, é potencialmente mais interessante: os elementos encontrados em sua atmosfera sugerem que a estrela está devorando um planeta muito parecido com a Terra.

“Estamos encontrando os remanescentes estelares mais antigos da Via Láctea que estão poluídos por planetas parecidos com a Terra”, disse o astrofísico Abbigail Elms, da Universidade de Warwick, no Reino Unido. “É incrível pensar que isso aconteceu na escala de 10 bilhões de anos e que esses planetas morreram muito antes da Terra ser formada.”

Podemos dissecar a composição química da atmosfera de uma estrela a partir da luz produzida por uma estrela. Nem todos os comprimentos de onda são emitidos igualmente: alguns são mais fortes, outros mais fracos. Isso ocorre porque os elementos podem absorver e reemitir luz, alterando o espectro de luz que emerge da estrela.

Não é imediatamente aparente quais elementos estão em jogo, mas os cientistas estão cada vez mais aptos a identificar quais características de absorção e emissão em um espectro estão associadas a quais elementos.

Quando o observatório espacial Gaia da Agência Espacial Europeia identificou as duas anãs brancas de cores incomuns, Elms e seus colegas submeteram os dois objetos excêntricos a vários estudos.

Como as estrelas anãs brancas não são mais alimentadas pela fusão de elementos em seu núcleo, suas temperaturas estão diminuindo lentamente a uma taxa detectável; ao medir as temperaturas das duas estrelas, os pesquisadores foram capazes de avaliar há quanto tempo elas se formaram a partir da morte de uma estrela parecida com o Sol.

Em seguida, eles submeteram os espectros das estrelas a análises para determinar suas composições atmosféricas. Na estrela vermelha, eles encontraram sódio, lítio, potássio e possivelmente carbono. Na estrela azul, eles encontraram sódio, cálcio e potássio.

Como as anãs brancas são tão gravitacionalmente intensas, elementos pesados ​​como esses devem desaparecer no interior da anã branca, além da detecção, muito rapidamente; isso sugere que o material que produz esses elementos ainda está caindo nas estrelas a partir de nuvens de detritos ao redor delas.

No caso de WD J2147-4035, a equipe determinou que a poluição era provavelmente os restos de um sistema planetário que orbitou a estrela antes de morrer, sobreviveu aos espasmos da morte estelar e agora está lentamente, ao longo de bilhões de anos, sendo devorado pela estrela.

Desde que a estrela se transformou em uma anã branca há mais de 10 bilhões de anos, isso a torna o sistema planetário mais antigo conhecido na Via Láctea (embora esteja se desintegrando e desaparecendo).

Enquanto isso, os detritos que poluem WD J1922 + 0233 têm uma composição semelhante à crosta continental da Terra, sugerindo um planeta semelhante à Terra orbitando uma estrela semelhante ao Sol que viveu e morreu bilhões de anos antes da formação do Sistema Solar.

É como um registro fóssil da galáxia que pode nos dizer como eram os sistemas planetários da Via Láctea nas eras antes de chegarmos aqui para nos maravilharmos com ela.

“Quando essas estrelas antigas se formaram há mais de 10 bilhões de anos, o universo era menos rico em metais do que é agora, já que os metais são formados na evolução estelar e em explosões estelares gigantescas”, disse o astrofísico Pier-Emmanuel Tremblay, da Universidade de Warwick.

“As duas anãs brancas observadas fornecem uma perspectiva emocionante para a formação planetária em um ambiente pobre em metal e rico em gás que era diferente das condições quando o Sistema Solar foi formado”.

A pesquisa foi publicada no Monthly Notices da Royal Astronomical Society.