Uma investigação meticulosa levada a cabo por astrónomos resolveu um caso em aberto no arquivo de dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA. Num estudo publicado na passada segunda-feira na revista Nature Astronomy, os investigadores relatam ter descoberto uma pista química surpreendente que indica que a anã branca HS 0209+0832 poderá albergar um planeta de segunda geração.

As anãs brancas são os núcleos remanescentes de estrelas de baixa massa que esgotaram todo o seu combustível nuclear e que perderam a sua camada exterior de gás e poeira para o espaço. Um planeta de segunda geração é um mundo que se forma em torno do remanescente estelar a partir do material que este expeliu.

"Em vez de a fase de anã branca ser uma espécie de epílogo na história de uma estrela e dos seus planetas, esta investigação aponta para que os sistemas que conhecemos sejam apenas o primeiro capítulo de uma história potencialmente muito mais longa, com o aparecimento de algumas novas personagens. É uma perspetiva realmente empolgante a explorar", afirmou Jamie Williams, astrónomo e autor principal, doutorando na Universidade de Warwick, no Reino Unido.

A Terra e os outros planetas do nosso Sistema Solar são planetas de primeira geração, que se formam a partir do material remanescente do nascimento de uma estrela.

Esta representação artística, não à escala, imagina a evolução de uma estrela semelhante ao Sol (1) para uma gigante vermelha em fase de envelhecimento (2) e, posteriormente, para uma pequena e brilhante anã branca rodeada por um disco formado pelas suas camadas exteriores expelidas (3), a partir do qual se forma um planeta de segunda geração (4). Crédito: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

"O que o Hubble nos está a mostrar neste sistema de anã branca é algo que nunca tínhamos visto antes: uma elevada abundância do elemento nióbio, cuja assinatura química me era desconhecida quando a encontrei pela primeira vez nos dados de arquivo", afirmou Williams.

Quando o Hubble observou a estrela pela primeira vez, em 1999, os dados continham cerca de 100 características químicas que não puderam ser identificadas. Williams voltou a esses registos, munido de uma base de dados química atualizada, e descobriu que o nióbio correspondia a muitas dessas características misteriosas.

Williams explicou que, embora o nióbio exista no nosso Sistema Solar e tenha múltiplas utilizações na Terra, incluindo em joalharia e em dispositivos de imagiologia médica, a quantidade que o Hubble encontrou no sistema HS 0209+0832 aponta para um planeta que se esteja a formar não a partir do nascimento de uma estrela, mas a partir do material ejetado quando esta morre.

"O nióbio e outros elementos mais pesados que o ferro são astronomicamente especiais porque, ao contrário de muitos elementos comuns, não são formados nos núcleos das estrelas por fusão termonuclear", afirmou Nicholas Stone, astrofísico teórico da Universidade de Wisconsin-Madison e membro da equipa de investigação. "Em vez disso, estes elementos pesados só podem ser sintetizados nas condições exóticas que surgem brevemente no interior de estrelas moribundas. A presença de nióbio é um indício destas agonias da 'morte' e da expulsão das 'entranhas' da estrela moribunda para o espaço".

A equipa teoriza que, depois de a estrela ter ejetado este material quimicamente enriquecido, parte dele coalesceu, dando origem a um planeta gigante gasoso. O restante material ejetado dispersou-se há muito tempo, mas o planeta permanece.

"Quando o Jamie me perguntou sobre o nióbio em relação a este estudo, fiquei verdadeiramente pasmado, pois esse elemento não tinha sido detetado em nenhuma outra anã branca analisada até à data. Assim que percebemos que ele estava lá, tudo fez sentido", afirmou o astrónomo e coautor do estudo Boris Gaensicke, também da Universidade de Warwick.

O espetro captado pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA revela a abundância invulgar de certos elementos detetados no sistema HS 0209+0832. As quedas indicam os pontos em que o nióbio, o níquel e o cálcio estão a absorver luz, pelo que chegou menos luz dessa parte do espetro ao Hubble. Crédito: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

A equipa de investigação confirmou as observações do Hubble com dados da missão FUSE (Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer) da NASA, já desativada, que também revelou fortes indícios de nióbio no sistema HS 0209+0832.

O TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA também observou a anã branca durante quatro meses, o que lhe permitiu detetar variações periódicas de brilho que indicam que um planeta orbita a uma distância de cerca de 6 milhões de quilómetros, muito mais perto do que Mercúrio orbita o Sol.

A equipa de investigação estima que o planeta candidato seja um gigante gasoso com aproximadamente o tamanho de Júpiter, que está a perder atmosfera rapidamente. Como a anã branca é relativamente nova, ainda está muito quente e provavelmente está a bombardear este planeta com energia que arranca o seu material exterior. Isto poderá fazer com que o planeta tenha uma cauda de material semelhante à de um cometa, que formaria um disco em torno da anã branca e cairia de volta à sua superfície, levando o Hubble a detetar o nióbio ao estudar a estrela. Apesar desta perda de massa, Williams afirmou que o planeta provavelmente não é um sinal passageiro no radar cósmico.

"Se o planeta de segunda geração existir, penso que é provável que sobreviva. Eventualmente, a anã branca arrefecerá e passará a manter uma temperatura constante, com o planeta na sua zona habitável estável durante milhões de anos", afirmou Williams.

Williams acrescentou que ainda há muito trabalho a fazer para compreender este tipo de sistemas - como se formam os planetas de segunda geração, quão comuns ou raros são e como evoluem em órbita em torno de uma estrela "morta". Ele vai utilizar o Hubble para explorar estas questões durante os próximos anos, na esperança de reunir dados e estatísticas substanciais sobre estes novos tipos de corpos celestes.

"Penso que esta investigação é um exemplo importante do facto de que a descoberta científica não é um caminho linear", afirmou Gaensicke. "Muitas vezes, é necessário aquele momento mágico em que as pessoas discutem as grandes questões que lhes ocupam a mente para perceberem que, juntas, podem encontrar respostas inesperadas".

// NASA (comunicado de imprensa)
// ESA/Hubble (comunicado de imprensa)
// Universidade de Warwick (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature Astronomy)

Quer saber mais?

HS 0209+0832 b:
Exoplanet.eu

Anã branca:
NASA
Wikipedia

Exoplanetas:
Wikipedia
Lista de planetas (Wikipedia)
Lista de exoplanetas potencialmente habitáveis (Wikipedia)
Lista de exoplanetas mais próximos (Wikipedia)
Lista de extremos (Wikipedia)
Lista de exoplanetas candidatos a albergar água líquida (Wikipedia)
Open Exoplanet Catalogue
NASA
Exoplanet.eu

Telescópio Espacial Hubble:
Hubble, NASA 
ESA
STScI
Base de dados do Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais
Arquivo de Ciências do eHST
Wikipedia

FUSE (Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer):
NASA
Universidade Johns Hopkins
Wikipedia

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite):
NASA
NASA/Goddard
Programa de Investigadores do TESS (HEASARC da NASA)
MAST (Arquivo Mikulski para Telescópios Espaciais)
Exoplanetas descobertos pelo TESS (NASA Exoplanet Archive)
Wikipedia