As estrelas estão entre os actores mais marcantes do Universo: dão origem a planetas e iluminam galáxias inteiras. Ainda assim, por vezes conseguem também destruir os mundos que as orbitam.
Cientistas dizem ter encontrado uma prova sólida de que uma estrela devorou um planeta - e de que a química da própria estrela guardou as “impressões digitais” desse acontecimento.
A estrela em causa chama-se TOI-5882, fica a cerca de 1.300 anos-luz da Terra e, à primeira vista, lembra o nosso Sol.
Por fora, não parece ter nada de especial. No entanto, na luz que emite esconde-se a evidência de que, algures no seu passado, ocorreu algo fora do comum.
Destruição planetária à escala cósmica
Quando um planeta acaba por cair na sua estrela hospedeira, os astrónomos referem-se ao fenómeno como um engolfamento. Em termos astronómicos, o processo pode ser surpreendentemente rápido, muitas vezes com duração de apenas alguns dias ou semanas.
Como estes episódios são tão breves, quase nunca são observados directamente. Em vez disso, os investigadores procuram os sinais que ficam para trás.
Ao estudarem a TOI-5882, uma equipa de cientistas identificou um desses sinais sob a forma de lítio, um elemento químico essencial para reconstruir o que se passou.
Embora as estrelas tenham naturalmente algum lítio, os planetas tendem a concentrar quantidades muito superiores.
“Você é o que come, certo?”, disse Brooke Kotten, estudante de pós-graduação no Departamento de Astronomia da Universidade de Michigan e autora principal do novo relatório.
“Sabemos que existe muito mais lítio no material planetário do que nas estrelas. Por isso, se uma estrela engole um planeta, vai ficar com uma grande quantidade de lítio.”
Seguir as pistas
Encontrar um teor invulgarmente elevado de lítio numa estrela, por si só, não chega. É preciso confirmar se esse valor é realmente anormal quando comparado com o de estrelas semelhantes.
Para responder a essa questão, a equipa recorreu à espectroscopia, uma técnica que decompõe a luz estelar nos seus diferentes comprimentos de onda.
Desta forma, os astrónomos conseguem identificar quais os elementos químicos presentes na atmosfera de uma estrela.
Os investigadores reuniram um grupo de comparação com 62 estrelas de idades, massas e temperaturas semelhantes e avaliaram como a TOI-5882 se posicionava face a esse conjunto.
A autora sénior do estudo, Melinda Soares-Furtado, é professora assistente na Universidade de Wisconsin.
“O facto de conseguirmos observar uma estrela a 1.300 anos-luz e afirmar com confiança: ‘Esta estrela tem mais lítio do que seria de esperar’, é uma prova tanto da precisão da instrumentação moderna como do trabalho interpretativo exigente necessário para dar sentido a esse sinal”, afirmou Soares-Furtado.
“E não é como se fosse preciso escolher os dados a dedo para que se destaque. É robusto. Seja qual for a forma de analisar, a TOI-5882 está tão enriquecida em lítio que surge, no mínimo, no percentil 97.”
O papel do lítio
No interior das estrelas, o lítio é relativamente frágil. Com o passar do tempo, processos estelares tendem a destruir grande parte deste elemento, o que faz com que uma concentração fora do comum se torne particularmente evidente.
“Os átomos de lítio entregues a uma estrela por engolfamento planetário são como adeptos a chegar a um estádio”, disse Seth Jacobson, autor sénior do estudo e professor assistente na Universidade Estatal de Michigan.
“Pode já haver alguns adeptos a chegar cedo, representando a quantidade inicial de lítio na atmosfera estelar, mas rapidamente ficam em minoria.”
A partir dos níveis de lítio observados, a equipa estima que o mundo engolido poderia ter entre algumas vezes a massa da Terra e um tamanho comparável ao de Neptuno.
Porque a TOI-5882 é diferente
O enigma torna-se ainda mais intrigante porque a TOI-5882 não é suficientemente velha nem suficientemente grande para explicar o engolfamento através da expansão estelar normal.
Muitas estrelas entram, perto do fim da sua vida, numa fase de gigante vermelha. Nessa etapa, aumentam dramaticamente de volume e podem consumir planetas próximos.
Os cientistas esperam que o nosso próprio Sol faça precisamente isso daqui a cerca de 5 mil milhões de anos, provavelmente engolindo Mercúrio e Vénus e, possivelmente, a Terra. A TOI-5882, porém, ainda não chegou a essa fase.
Apesar disso, a estrela tem um companheiro massivo em órbita: uma anã castanha com mais de 20 vezes a massa de Júpiter.
As anãs castanhas são frequentemente descritas como objectos demasiado grandes para serem planetas, mas sem massa suficiente para se tornarem estrelas verdadeiras.
Os investigadores suspeitam que este companheiro possa ter perturbado a órbita de um planeta mais pequeno, acabando por o enviar em espiral para o interior da TOI-5882. A hipótese continua sob investigação e poderá vir a ser o centro de trabalhos futuros.
Novas pistas sobre o engolfamento de planetas
Para lá de esclarecer o caso de uma estrela em particular, este trabalho ajuda os astrónomos a compreender com que frequência o engolfamento planetário acontece na galáxia.
Os resultados também apontam para novas questões: algumas das outras estrelas do grupo de comparação apresentaram igualmente níveis elevados de lítio, o que sugere que podem existir processos adicionais capazes de enriquecer estrelas com este elemento.
Isso significa que os astrónomos poderão ter revelado apenas uma parte da história.
“É isso que torna esta área tão entusiasmante. Está mesmo a resolver um mistério”, disse Kotten.
“Não podemos simplesmente ver o crime a acontecer, por isso temos de trabalhar com todas as pistas que nos são dadas para descobrir quem foi.”
O tema de detective é algo com que ela se identifica a nível pessoal.
“Quando eu era pequena, sonhava em ser investigadora privada”, disse. “Acho que isso explica muito sobre onde acabei por chegar. Sinto-me mesmo como uma detective.”
O estudo completo foi publicado na revista O Jornal Astrofísico.
Crédito da imagem: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)
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