Evidências de um planeta alienígena localizado em torno de uma anã branca, as primeiras cósmicas

O sistema exótico fornece uma prévia do destino de nosso próprio sistema solar

Estrelas mortas também podem ter planetas.

Pela primeira vez na história, os astrônomos descobriram evidências de um exoplaneta circulando um cadáver estelar superdenso conhecido como anã branca , segundo um novo estudo.

“Essa descoberta é um grande progresso, porque nas últimas duas décadas tivemos evidências crescentes de que os sistemas planetários sobrevivem ao estágio da anã branca”, disse o principal autor do estudo, Boris Gaensicke, da Universidade de Warwick, na Inglaterra, em comunicado.

“Vimos muitos asteróides, cometas e outros pequenos objetos planetários atingindo anãs brancas, e explicar esses eventos requer corpos maiores de massa planetária mais adiante”, acrescentou Gaensicke. “Ter evidências de um planeta real em que ele próprio foi espalhado é um passo importante”

Os cientistas descobriram evidências de um planeta do tamanho de Netuno orbitando uma anã branca. A explosão de fótons de alta energia que este mundo potencial recebe da anã branca evapora sua atmosfera, composta principalmente de hidrogênio, oxigênio e enxofre.  (Crédito da imagem: Universidade de Warwick / Mark Garlick)

A grande maioria das estrelas da Via Láctea , incluindo o nosso próprio sol, acabará como anãs brancas. Quando essas estrelas terminarem de queimar seu combustível nuclear, elas primeiro incharão como enormes gigantes vermelhos, e eventualmente cairão em anãs brancas, que agrupam cerca de uma massa solar em uma esfera do tamanho da Terra.

(A principal exceção são realmente grandes estrelas, aquelas que abrigam pelo menos oito vezes a massa do sol. Esses gigantes ficam supernova quando morrem, e seus remanescentes geralmente acabam como estrelas de nêutrons ou buracos negros, objetos ainda mais densos e mais exóticos do que a propósito, as estrelas de nêutrons são conhecidas por hospedar planetas; de fato, os primeiros mundos alienígenas já descobriram orbitar um tipo de estrela de nêutrons em rotação rápida chamada pulsar .)

Gaensicke e seus colegas estudaram uma anã branca chamada WDJ0914 + 1914, que fica a cerca de 2.040 anos-luz da Terra. Em dados coletados pelo Sloan Digital Sky Survey, os pesquisadores detectaram emissões de hidrogênio, enxofre e oxigênio provenientes do WDJ0914 + 1914.

Essa é uma estranha combinação de gases para um sistema de anã branca. Assim, a equipe treinou o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul no Chile em WDJ0914 + 1914. As observações do VLT confirmaram a presença dos três elementos e sugeriram que as emissões são provenientes de um anel de gás ao redor da anã branca.

“No começo, pensávamos que era uma estrela binária com um disco de acreção formado a partir da massa que flui entre as duas estrelas”, disse Gaensicke. “No entanto, nossas observações mostram que é uma única anã branca com um disco em torno dela aproximadamente 10 vezes o tamanho do nosso sol, feito exclusivamente de hidrogênio, oxigênio e enxofre. Esse sistema nunca foi visto antes e ficou imediatamente claro para mim que essa era uma estrela única “.

A composição desse disco é semelhante à dos gigantes do gelo do nosso sistema solar, Netuno e Urano, disseram os pesquisadores. Assim, parece que um mundo semelhante a Netuno – um cerca de quatro vezes maior que o próprio WDJ0914 + 1914 – está circulando a anã branca uma vez a cada 10 dias na Terra.

Nosso sol evoluirá para uma anã branca daqui a 6 bilhões de anos. Marte e os gigantes de gás externos sobreviverão a essa metamorfose. Nos primeiros milhões de anos após sua formação, a anã branca estará extremamente quente e sua forte emissão de radiação ultravioleta evaporará o gás das atmosferas externas dos gigantes gasosos. Uma fração desse gás será acumulada pela anã branca e produzirá linhas atmosféricas detectáveis ​​pelas gerações futuras de astrônomos alienígenas.  (Crédito da imagem: Mark Garlick)

Mas os dias deste planeta parecem estar contados. Os cálculos realizados pela equipe indicam que a anã branca, que tem uma temperatura de superfície em torno de 28.000 graus Celsius, está evaporando o Netuno alienígena a uma taxa prodigiosa – cerca de 3.640 toneladas (3.300 toneladas) por segundo.

“Esta estrela tem um planeta que não podemos ver diretamente, mas porque a estrela é tão quente que está evaporando o planeta e detectamos a atmosfera que está perdendo”, disse Gaensicke.

“Poderia haver muitas anãs brancas mais frias que possuem planetas, mas faltam os fótons de alta energia necessários para conduzir a evaporação, para que não possamos encontrá-las com o mesmo método”, acrescentou. “No entanto, alguns desses planetas podem [ser] detectáveis ​​usando o método de trânsito uma vez que o Telescópio Grande de Pesquisa Sinóptica vá ao céu.”

O Grande Telescópio de Pesquisa Sinóptica é um grande observatório em construção nos Andes chilenos; está programado para ficar online no início dos anos 2020. (O método de trânsito é uma maneira comum de descobrir planetas alienígenas, que ficou famoso pelo prolífico telescópio espacial Kepler da NASA . Envolve observar os pequenos mergulhos no brilho de uma estrela causados ​​quando um planeta transita ou atravessa a face da estrela.)

Para ser claro: os pesquisadores não observaram diretamente um planeta em torno de WDJ0914 + 1914. Mas os dados disponíveis apontam fortemente para sua existência, disseram os membros da equipe.

“Ficamos surpresos quando percebemos que, ao observar anãs brancas quentes, estamos vendo assinaturas de atmosferas extra-solares de planetas”, disse o co-autor Matthias Schreiber, da Universidade de Valparaíso, na Espanha, no mesmo comunicado. “Embora essa hipótese precise de mais confirmação, ela pode de fato abrir as portas para a compreensão de atmosferas extra-solares do planeta”.

O novo estudo foi publicado online hoje (4 de dezembro) na revista Nature. Em um artigo complementar também publicado hoje, no Astrophysical Journal Letters, Schreiber, Gaensicke e colegas investigam o que acontecerá em nosso próprio sistema solar quando o sol esgotar seu combustível daqui a 4,5 bilhões de anos, inchando em um gigante vermelho que engole Mercúrio, Vênus e provavelmente Terra também.

A anã branca que o sol se torna provavelmente emitirá fótons de alta energia suficiente para evaporar Júpiter, Saturno, Urano e Netuno eventualmente, determinaram os pesquisadores. E alguns dos gases constituintes desses planetas provavelmente serão detectáveis ​​por qualquer astrônomo alienígena que possa estar ao redor e observar nosso sistema naquele momento, assim como o material retirado do aparente planeta do tamanho de Netuno que circula WDJ0914 + 1914 nos é observado hoje. .

“De certa forma, o WDJ0914 + 1914 está nos dando uma visão do futuro muito distante do nosso próprio sistema solar”, disse Schreiber.

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