Planeta gigante orbitando estrela morta mostra o que pode acontecer após sol morrer

A descoberta de um planeta distante – semelhante a Júpiter – orbitando uma estrela morta, revela o que pode acontecer em nosso sistema solar com a morte de sol em cerca de 5 bilhões de anos, de acordo com uma nova pesquisa.

Esta dupla incomum foi descoberta a 6.500 anos-luz de distância, perto do centro de nossa galáxia, a Via Láctea. O emparelhamento é inesperado porque este exoplaneta gigante, gasoso com uma massa semelhante à de Júpiter, está orbitando uma anã branca.

Uma anã branca é o que resta depois que uma estrela, semelhante ao Sol, se transforma em gigante e vermelha durante a evolução da estrela.

Os gigantes vermelhos queimam seu combustível de hidrogênio e se expandem, consumindo todos os planetas próximos ao seu caminho. Depois que a estrela perde sua atmosfera, tudo o que resta é o núcleo colapsado – a anã branca. Esse remanescente, geralmente do tamanho da Terra, continua a esfriar por bilhões de anos.

Encontrar um planeta intacto orbitando uma anã branca levanta questões sobre como ele sobreviveu à evolução da estrela para uma anã branca.

Ao observar o sistema, os pesquisadores foram capazes de determinar que o planeta e a estrela se formaram na mesma época e que o planeta sobreviveu à morte da estrela. O planeta está a cerca de 2,8 UA da estrela. Uma UA, ou unidade astronômica, é a distância entre a Terra e o Sol, ou 148 milhões de quilômetros.

Anteriormente, os cientistas acreditavam que os planetas gigantes gasosos precisavam estar muito mais distantes para sobreviver à morte de uma estrela semelhante ao sol.

As descobertas de um novo estudo, publicado nesta quarta-feira (13) na revista Nature, mostram que os planetas podem sobreviver a esta fase incrivelmente violenta da evolução estelar e apoiar a teoria de que mais da metade das anãs brancas provavelmente têm planetas semelhantes orbitando-as.

“Esta evidência confirma que os planetas orbitando a uma distância grande podem continuar a existir após a morte de sua estrela”, disse Joshua Blackman, principal autor do estudo e pesquisador de pós-doutorado em astronomia na Universidade da Tasmânia, na Austrália.

“Dado que este sistema é análogo ao nosso próprio sistema solar, isso sugere que Júpiter e Saturno podem sobreviver à fase gigante vermelha do Sol, quando ele fica sem combustível nuclear e se autodestrói.”

Renderização artística de uma estrela em sequência morta com um planeta em órbita / Adam Makarenko/W. M. Keck Observatory

Anãs brancas e o futuro da Terra

Quando nosso Sol se tornar um gigante vermelho, daqui a bilhões de anos, provavelmente envolverá Mercúrio e Vênus – e talvez a Terra.

“O futuro da Terra pode não ser tão otimista porque está muito mais perto do Sol”, disse David Bennett, co-autor do estudo e pesquisador sênior da Universidade de Maryland e do Goddard Space Flight Center da NASA, em um comunicado.

“Se a humanidade quisesse mudar para uma lua de Júpiter ou Saturno antes que o Sol fritasse a Terra durante sua fase supergigante vermelha, ainda permaneceríamos em órbita ao redor do Sol, embora não seríamos capazes de contar com o calor do Sol como uma anã branca por muito tempo.”

O planeta semelhante a Júpiter foi descoberto anteriormente por meio de uma técnica chamada microlente, que é usada para detectar planetas frios que estão distantes de suas estrelas. Essa mesma técnica pode ser usada para encontrar anãs brancas pequenas e fracas.

A microlente ocorre quando uma estrela próxima à Terra se alinha brevemente com uma estrela mais distante. A gravidade da estrela mais próxima atua como uma lente de aumento e aumenta a luz da estrela mais distante.

Os pesquisadores usaram o Observatório W. M. Keck no Havaí, bem como sua câmera infravermelha, para observar a anã branca e o planeta. A anã branca tem 60% da massa do nosso Sol, e o planeta é cerca de 40% mais massivo do que Júpiter.

As imagens de alta resolução no infravermelho próximo permitiram aos pesquisadores descartar a possibilidade de que o exoplaneta orbitando seja uma estrela normal ou outro tipo de estrela evoluída.

“Também conseguimos descartar a possibilidade de uma estrela de nêutrons ou um hospedeiro de buraco negro. Isso significa que o planeta está orbitando uma estrela morta, uma anã branca”, disse o co-autor do estudo Jean-Philippe Beaulieu, cadeira de Astrofísica de Warren na Universidade da Tasmânia e diretor de pesquisa do Institut d’Astrophysique de Paris, do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica.

“Ele oferece um vislumbre de como será o nosso sistema solar após o desaparecimento da Terra, eliminado na morte cataclísmica de nosso Sol.”

Mais planetas sobreviventes em torno de anãs brancas

Até agora, apenas planetas gigantes foram detectados em torno das anãs brancas, mas isso não significa que sejam os únicos planetas existentes ao redor dessas estrelas mortas.

“Também deve haver planetas de massa menor orbitando as anãs brancas”, escreveu Bennett em um e-mail. “Nossas pesquisas de microlente detectam números semelhantes de Júpiter e Netuno, mas somos mais sensíveis a Júpiter. Então, descobrimos que os planetas com a massa de Netuno são cerca de 10 vezes mais comuns do que Júpiter nessas órbitas mais amplas que sobreviverão aos estágios finais da  evolução estelar. Esperamos encontrar planetas de várias massas orbitando anãs brancas.”

“Esperamos encontrar planetas com uma gama de massas orbitando anãs brancas, mas planetas rochosos menores em órbitas próximas são mais propensos a ter sido destruídos durante a fase vermelha gigante da evolução de sua estrela hospedeira”, acrescentou Blackman.

Os pesquisadores continuarão a busca por sobreviventes de exoplanetas orbitando estrelas mortas no futuro. O Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, com lançamento previsto para 2026, “conduzirá uma pesquisa de microlente muito mais sensível que deve encontrar muito mais planetas orbitando anãs brancas”, disse Bennett.

O telescópio irá obter imagens de planetas gigantes diretamente e pesquisar os planetas orbitando anãs brancas em nossa galáxia, fornecendo aos cientistas uma melhor proporção de quantos são destruídos pela evolução estelar e quantos sobrevivem.

Nos últimos anos, outros planetas gigantes foram encontrados orbitando estrelas mortas, incluindo um que está sendo lentamente comido vivo por sua estrela zumbi, bem como um planeta gigante que orbita de perto uma anã branca.

“A notícia de outro planeta encontrado circulando uma anã branca é emocionante, oferecendo uma prova adicional de que existem planetas ao redor de estrelas mortas depois que nosso artigo do ano passado relatou o primeiro já encontrado”, disse Lisa Kaltenegger, diretora do Instituto Carl Sagan da Universidade Cornell. Kaltenegger não participou do novo estudo.

Embora seja improvável que este planeta em particular seja potencialmente habitável para a vida, muitas pesquisas têm se concentrado na ideia de procurar vida em planetas que poderiam orbitar anãs brancas.

“Se os planetas podem sobreviver ao desaparecimento de suas estrelas, a vida também pode? O Telescópio Espacial James Webb, que será lançado em breve, poderá muito bem responder à pergunta”, disse Kaltenegger.

“Se a vida pudesse sobreviver mesmo em planetas circundando cadáveres estelares, isso contribuiria para um futuro incrível de nosso cosmos”.

(Texto traduzido, leia original em inglês aqui)