Observações do Telescópio Espacial James Webb da NASA deram uma reviravolta surpreendente na narrativa em torno do que se pensa ser a primeira estrela observada no ato de engolir um planeta. As novas descobertas sugerem que a estrela, na realidade, não inchou para envolver um planeta, como anteriormente se supunha. Em vez disso, as observações do Webb mostram que a órbita do planeta encolheu ao longo do tempo, aproximando-o lentamente do seu fim até ser completamente engolido.

"Por se tratar de um acontecimento tão novo, não sabíamos bem o que esperar quando decidimos apontar este telescópio na sua direção", disse Ryan Lau, autor principal do novo artigo científico e astrónomo do NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory) da NSF (National Science Foundation) em Tucson, no estado norte-americano do Arizona. "Com o seu olhar de alta resolução no infravermelho, estamos a aprender informações valiosas sobre o destino final dos sistemas planetários, possivelmente incluindo o nosso".

Dois instrumentos a bordo do Webb efetuaram a autópsia da cena - o MIRI (Mid-Infrared Instrument) e o NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph). Os investigadores conseguiram chegar à sua conclusão utilizando uma abordagem de investigação em duas vertentes.

Restringindo o "como"

A estrela no centro desta cena está localizada na nossa Galáxia, a Via Láctea, a cerca de 12.000 anos-luz de distância da Terra.

O evento de aumento de brilho, formalmente chamado ZTF SLRN-2020, foi originalmente detetado como um flash de luz ótica usando o ZTF (Zwicky Transient Facility) no Observatório Palomar do Caltech em San Diego, Califórnia, EUA. Dados do NEOWISE (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer) da NASA mostraram que a estrela aumento de brilho no infravermelho um ano antes do flash ótico, sugerindo a presença de poeira. Esta investigação inicial de 2023 levou os investigadores a pensar que a estrela era mais parecida com o Sol e que estava no processo de envelhecimento para uma gigante vermelha ao longo de centenas de milhares de anos, expandindo-se lentamente à medida que esgotava o seu combustível de hidrogénio.

No entanto, o MIRI do Webb contou uma história diferente. Com a sua incrível sensibilidade e resolução espacial, o Webb conseguiu medir com precisão a emissão oculta da estrela e dos seus arredores imediatos, que se encontram numa região muito povoada do espaço. Os investigadores descobriram que a estrela não era tão brilhante como deveria ser se tivesse evoluído para uma gigante vermelha, o que indica que não estava a inchar para engolir o planeta, como se pensava.

Reconstruindo a cena

Os investigadores sugerem que, numa determinada altura, o planeta tinha a dimensão de Júpiter, mas orbitava muito perto da estrela, mais perto ainda do que a órbita de Mercúrio em torno do nosso Sol. Ao longo de milhões de anos, o planeta orbitou cada vez mais perto da estrela, o que levou a uma consequência catastrófica.

"O planeta acabou por começar a roçar a atmosfera da estrela. Depois foi um processo descontrolado de queda mais rápida a partir desse momento", disse Morgan MacLeod, membro da equipa do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian e do MIT (Massachusetts Institute of Technology) em Cambridge, Massachusetts, EUA. "O planeta, ao cair, começou a espalhar-se à volta da estrela".

Na sua queda final, o planeta terá expelido gás das camadas exteriores da estrela. À medida que este se expandia e arrefecia, os elementos pesados deste gás condensaram-se em poeira fria ao longo do ano seguinte.

Examinando os remanescentes

Embora os investigadores esperassem uma nuvem de poeira fria, em expansão, à volta da estrela, um olhar com o poderoso NIRSpec revelou um disco circunstelar quente de gás molecular mais próximo. Além disso, a alta resolução espetral do Webb foi capaz de detetar certas moléculas neste disco de acreção, incluindo monóxido de carbono.

"Com um telescópio tão transformador como o Webb, era difícil para mim ter quaisquer expetativas sobre o que iríamos encontrar nas imediações da estrela", disse Colette Salyk do Vassar College em Poughkeepsie, Nova Iorque, investigadora de exoplanetas e coautora do novo artigo científico. "Não estava à espera de ver o que tem as características de uma região de formação planetária, apesar de os planetas não se estarem a formar aqui, no rescaldo de um engolimento".

A capacidade de caracterizar este gás abre mais questões para os investigadores sobre o que realmente aconteceu quando o planeta foi completamente engolido pela estrela.

"Isto é verdadeiramente o precipício do estudo destes eventos. Este é o único que observámos em ação e esta é a melhor deteção do rescaldo depois de as coisas terem estabilizado", disse Lau. "Esperamos que isto seja apenas o início da nossa amostra".

Os investigadores esperam aumentar a sua amostra e identificar mais eventos como este utilizando o Observatório Vera C. Rubin e o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA, que irão examinar repetidamente grandes áreas do céu para procurar mudanças ao longo do tempo.

Os resultados da equipa foram publicados na revista The Astrophysical Journal.

// NASA (comunicado de imprensa)
// STScI (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal)

Quer saber mais?

CCVAlg - Astronomia:
05/05/2023 - Descoberta uma estrela a devorar um planeta: possível antevisão do destino final da Terra

ZTF SLRN-2020:
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