Planeta gigante é encontrado na órbita de uma estrela morta

O planeta possui aproximadamente o mesmo tamanho de Júpiter, maior planeta do Sistema Solar

Ashley Strickland da CNN
17 de setembro de 2020 às 14:48
Ilustração feita por artista do planeta do tamanho de Júpiter e a estrela que o orbita
Foto: NASA

Pela primeira vez, um planeta foi descoberto orbitando uma estrela anã branca, também conhecida como estrela morta. O exoplaneta (planeta fora do nosso sistema solar) tem o tamanho de Júpiter e é conhecido como WD 1586 b.

Gigante, ele gira em torno da estrela morta, que tem o tamanho da Terra, em uma órbita muito próxima, com duração de 34 horas. Em comparação, Mercúrio é o planeta mais próximo do sol em nosso sistema solar e leva 90 dias para completar uma órbita ao redor do sol.

Essa estrela moribunda está localizada a 80 anos-luz da Terra, na constelação de Draco. O estudo foi publicado quarta-feira (16) na revista Nature.

Uma anã branca é o que resta depois que uma estrela semelhante ao Sol se transforma em gigante vermelha no seu processo de evolução. Gigantes vermelhas queimam seu combustível de hidrogênio e se expandem, consumindo todos os planetas próximos em seu caminho. Por exemplo: quando nosso Sol se tornar uma gigante vermelha daqui a bilhões de anos, provavelmente envolverá Mercúrio e Vênus – e talvez a Terra.

Depois que a estrela perde sua atmosfera, tudo o que resta é o núcleo colapsado: a anã branca. O conjunto continua a esfriar por bilhões de anos.

Encontrar um planeta intacto em uma órbita tão próxima ao redor de uma anã branca levanta questões sobre como ela chegou lá e como sobreviveu à evolução da estrela para uma anã branca.

Os pesquisadores acreditam que o planeta estava muito mais longe de sua estrela hospedeira e migrou para mais perto depois que a estrela evoluiu.

As simulações dos cientistas sugeriram que, quando a estrela se tornou uma anã branca, o planeta foi atraído para mais perto.

O estudo reforça a teoria de que grandes planetas podem sobreviver à evolução violenta de uma estrela e depois chegar a uma órbita próxima ao redor dela.

“Acreditamos que esta estrela se tornou uma anã branca há cerca de seis bilhões de anos, antes da formação do Sol, da Terra e do sistema solar”, afirmou Ian Crossfield, coautor do estudo e professor assistente de física e astronomia na Universidade de Kansas, por e-mail.

“Embora a estrela seja apenas uma brasa desbotada (com apenas um décimo de milésimo do brilho do nosso Sol), este planeta agora está provavelmente em uma órbita estável, então deve ficar lá por muitos anos, suficientes para estudarmos e aprendermos mais sobre ele”.

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Caçando um sistema solar morto

A missão do Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da Nasa de caçar planetas foi lançada em 2018 e tem procurado exoplanetas em torno de estrelas próximas desde então. Essa anã branca é uma das mais antigas observadas pelo TESS.

Os pesquisadores observaram o planeta ao redor dela enquanto pesquisavam os dados coletados pelo TESS.

“O TESS encontra um planeta olhando para uma estrela e mede o brilho da estrela continuamente por semanas”, disse o professor. “Se um planeta está orbitando a estrela, e se o planeta passa entre você e a estrela, parte da luz dessa estrela será bloqueada. Então, a estrela ficará mais brilhante novamente conforme o planeta passa. Chamamos isso de ‘trânsito’ do planeta”.

Embora os dados do TESS possam revelar a presença de um corpo celeste, nem sempre está claro do que se trata. Pode ser uma estrela fraca que passou, em vez de um planeta.

Para ajudar a confirmar a descoberta do planeta, Crossfield usou o Telescópio Espacial Spitzer da NASA antes de término da missão do telescópio, em janeiro. O Spitzer foi projetado para fazer observações infravermelhas e ver objetos que de outra forma seriam invisíveis em condições normais.

A luz infravermelha foi fundamental para ajudar os cientistas a determinar se o objeto era uma pequena estrela ou um grande planeta. As estrelas emitem luz infravermelha, mas os planetas são mais frios do que as estrelas, então não o fazem.

“Nossos dados do Spitzer mostraram que não há luz infravermelha”, contou. “E os dados do TESS sobre a profundidade desses trânsitos coincidem com os revelados pelo Spitzer. Isso de fato encerrou a questão de que se trata mesmo um planeta, e não de uma estrela”.

Observações de acompanhamento por telescópios terrestres, incluindo alguns dirigidos por astrônomos amadores, também ajudaram a confirmar a descoberta.

Segundo os pesquisadores, o planeta não tem mais do que 14 vezes a massa de Júpiter.

Depois de descobrir o planeta, os astrônomos fizeram simulações para determinar como ele chegou tão perto da estrela. Se a gigante vermelha devorasse os planetas mais próximos em seu caminho, isso desestabilizaria a órbita mais distante do planeta do tamanho de Júpiter, enviando-o para uma órbita oval que o aproximaria da anã branca, mas também o enviaria para longe.

Com o tempo, essa dança energética desacelerou, levando o planeta a uma órbita curta e fechada ao longo de bilhões de anos.

Quando nosso próprio Sol se torna uma gigante vermelha, é possível que a Terra possa sobreviver a essa evolução estelar?

“Em cerca de cinco bilhões de anos, nosso Sol se tornará uma anã branca”, disse Crossfield. “Há muitas questões em aberto sobre se os planetas podem sobreviver ao processo de uma estrela inflando para se tornar uma gigante vermelha, engolindo alguns dos planetas internos e, em seguida, encolhendo de volta e sendo deixada como anã branca novamente, observou. “Os planetas podem realmente sobreviver a isso – ou isso é impossível? Até agora, não havia nenhum planeta conhecido em torno de anãs brancas”.

Embora não seja provável que a Terra sobreviva, “Marte, o cinturão de asteróides e todos os planetas gigantes gasosos provavelmente sobreviverão e permanecerão em órbitas alteradas ao redor dos restos do Sol”, afirmou Steven Parsons em um artigo que acompanha o estudo da Nature. Parsons, do grupo de astronomia da Universidade de Sheffield, não estava envolvido neste estudo.

Há planetas habitáveis em torno de estrelas moribundas?

Ilustração de artista do que se acredita ser a estrela anã vista da superfície do planeta
Foto: NASA

Dado o tamanho do planeta recém-descoberto, é provável que ele seja um gigante gasoso semelhante a Júpiter em nosso sistema solar.

“Esse planeta em particular não é um bom candidato para habitabilidade”, explicou Andrew Vanderburg, principal autor do estudo e professor assistente no departamento de astronomia da Universidade de Wisconsin, Madison. “É grande o suficiente para ter uma atmosfera sufocante feita de hidrogênio e hélio. Portanto, não é um bom lugar para a vida como a conhecemos”.

Os pesquisadores esperam que esse sistema persista por bilhões de anos, enquanto a anã branca continua a esfriar e “desfrutar de uma aposentadoria longa e pacífica”, como disse Vanderburg.

No entanto, a descoberta de um planeta ao redor de uma anã branca levanta questões sobre um ambiente habitável único que poderia existir perto da luz de uma estrela moribunda. As anãs brancas liberam luz e calor à medida que esfriam, então um planeta próximo poderia de fato estar na zona habitável da estrela, ou a zona Goldilocks (Cachinhos Dourados), onde a temperatura do planeta é ideal para suportar água líquida (e até mesmo potencialmente vida) na superfície.

“Isso nos diz que as anãs brancas podem ter planetas, algo que não conhecíamos antes”, comentou Crossfield. “Existem pessoas que agora procuram planetas em trânsito em torno das anãs brancas que podem ser potencialmente habitáveis. Agora pelo menos sabemos que alguns tipos de planetas podem sobreviver e ser encontrados lá. Essa descoberta vai aumentar o apoio e o interesse em continuar a busca por planetas ainda menores em torno dessas anãs brancas”.

A descoberta sugere que sistemas solares mortos podem realmente hospedar regiões hospitaleiras, disse Vanderburg.

Há muita pesquisa focada na ideia de buscar vida em planetas que poderiam orbitar anãs brancas. Agora que os astrônomos encontraram um planeta nessas condições, localizado no chamado “ponto ideal” ao redor da estrela, abre-se um novo horizonte na pesquisa de exoplanetas.

Os pesquisadores estão ansiosos para procurar outros planetas menores ao redor das anãs brancas, bem como por saber mais sobre o planeta que encontraram.

“Parece que os sistemas de anãs brancas podem ser um bom lugar para se viver, se o seu planeta estiver na parte certa do sistema”, disse Vanderburg. “Portanto, se o WD 1856 b pode chegar a essa parte do sistema, então talvez outros planetas menores também possam, incluindo os planetas rochosos que esperamos ser os melhores lugares para a existência de vida”.

(Texto traduzido, clique aqui para ler o original em inglês).