FRAGMENTOS DE UM PLANETA SOBREVIVEM À DESTRUIÇÃO DA SUA ESTRELA 9 de abril de 2019
Impressão de artista de um fragmento planetário em órbita da estrela SDSS J122859.93+104032.9, deixando para trás uma cauda de gás.
Crédito: Universidade de Warwick/Mark Garlick
Um grupo de astrónomos liderados pela Universidade de Warwick e que envolveu investigadores do Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC) e da Universidade de La Laguna (ULL) descobriu um fragmento de um planeta que sobreviveu à morte da sua estrela num disco de detritos formados a partir de planetas destruídos que a estrela irá, um dia, consumir.
O planetesimal, rico em ferro e níquel, sobreviveu a um cataclismo a nível do sistema que se seguiu à morte da sua estrela-mãe, SDSS J122859.93+104032.9. Teorizado como tendo feito parte de um planeta maior, a sua sobrevivência é ainda mais surpreendente, pois orbita mais perto da sua estrela do que se pensava ser possível, completando uma órbita a cada duas horas.
A descoberta, divulgada a semana passada na revista Science, é a primeira vez que cientistas usam espectroscopia para descobrir um corpo sólido em órbita de uma anã branca, usando variações subtis na luz emitida para identificar gás adicional que o planetesimal está a produzir.
Observações com o GTC
Usando o espectrógrafo OSIRIS, instalado no GTC (Gran Telescopio Canarias), situado no Observatório Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma), os cientistas estudaram um disco de detritos em órbita de uma anã branca a 410 anos-luz de distância formado pelo "desmembramento" de corpos rochosos compostos por elementos como ferro, magnésio, silício e oxigénio - os quatro principais blocos de construção da Terra e da maioria dos corpos rochosos. Dentro desse disco descobriram um anel de gás que sai de um corpo sólido, como a cauda de um cometa. Este gás pode ser produzido pelo próprio corpo ou por evaporação de poeira quando colide com detritos pequenos dentro do disco.
Os astrónomos estimam que este corpo tem pelo menos um quilómetro em tamanho, mas pode ser tão grande quanto algumas centenas de quilómetros [em diâmetro], comparável aos maiores asteroides conhecidos no Sistema Solar.
As anãs brancas são os remanescentes de estrelas como o nosso Sol que queimaram todo o seu combustível e libertaram as suas camadas externas, deixando para trás um núcleo denso que arrefece lentamente com o passar do tempo. Esta estrela encolheu tão dramaticamente que o planetesimal orbita dentro do raio original do seu sol. As evidências sugerem que já fez parte de um corpo maior, mais afastado, provavelmente um planeta dilacerado quando a estrela começou o seu processo de arrefecimento.
O autor principal, Christopher Mander, disse: "A estrela teria originalmente cerca de duas massas solares, mas agora a anã branca tem apenas 70% da massa do nosso Sol. Também é muito pequena - tem aproximadamente o tamanho da Terra - e isso torna a estrela e, em geral, todas as anãs brancas, extremamente densas."
A gravidade da anã branca é tão forte - cerca de 100.000 vezes a da Terra - que um asteroide típico será dilacerado por forças gravitacionais se passar muito perto da anã branca.
O professor Boris Gaensicke, coautor do Departamento de Física, acrescentou: "o planetesimal que descobrimos está no fundo do poço gravitacional da anã branca, muito mais perto do que esperaríamos encontrar algo ainda com 'vida'. Isto só é possível porque deve ser muito denso e/ou muito provavelmente ter força interna que o mantém unido, por isso propomos que é composto em grande parte de ferro e níquel". E explicou: "Se fosse de ferro puro, podia sobreviver onde vive agora, mas podia igualmente ser um corpo rico em ferro, mas com força interna para o manter unido, o que é consistente com o planetesimal sendo um fragmento bastante massivo de um planeta. A ser correto, o corpo original tinha pelo menos centenas de quilómetros em diâmetro porque é apenas nesse ponto que os planetas começam a se diferenciar - como azeite em água - e os seus elementos mais pesados 'afundam' para formar um corpo metálico."
O futuro do Sistema Solar
A descoberta fornece informações sobre que planetas podem residir noutros sistemas solares e um vislumbre do futuro do nosso.
Christopher Manser explicou: "À medida que as estrelas envelhecem, transformam-se em gigantes vermelhas que 'limpam' boa parte da região interna do seu sistema planetário. No nosso Sistema Solar, o Sol vai crescer para onde a Terra atualmente orbita e provavelmente eliminará o nosso planeta, Mercúrio e Vénus. Marte e os restantes planetas vão sobreviver e mover-se para mais longe.
O consenso geral é que daqui a 5-6 mil milhões de anos, o nosso Sistema Solar terá uma anã branca no lugar do Sol, orbitada por Marte, Júpiter, Saturno, os restantes planetas, bem como asteroides e cometas. Provavelmente acontecerão muitas interações gravitacionais nestes tipos de remanescentes de sistemas planetários, o que significa que planetas maiores podem facilmente empurrar corpos menores para uma órbita que os aproxima da anã branca, onde são destruídos pela sua enorme gravidade.
Pablo Rodríguez Gil, investigador do IAC/ULL e coautor do artigo, salientou que "este planetesimal é o segundo já descoberto em íntima órbita de uma anã branca. O anterior foi localizado com o 'método de trânsito' porque os restos passavam em frente da estrela e bloqueavam parte da sua luz. Esta técnica é frequentemente usada para descobrir exoplanetas em torno de estrelas parecidas com o Sol. Para encontrar estes trânsitos," disse Rodríguez Gil, "tem de haver um alinhamento quase perfeito entre o plano do disco de detritos e a nossa linha de visão. Dado que isto não ocorre com frequência, precisamos de observar um grande número de anãs brancas a fim de encontrar a geometria correta."
Paula Izquierdo Sánchez, estudante de doutoramento no IAC/ULL e coautora do artigo científico, destaca o papel fundamental que o GTC e os seus instrumentos têm desempenhado no estudo destes sistemas. "A equipa - acrescentou - vai continuar a estudar outros sistemas com discos de detritos muito parecidos ao de SDSS J122859.93+104032.9 para encontrar outros planetesimais em órbita de anãs brancas, o que vai permitir recolher informações valiosas sobre as suas propriedades."
