Os astrónomos encontraram fortes evidências de que TOI-5882, uma estrela semelhante ao Sol a cerca de 1.300 anos-luz da Terra, engoliu um dos seus próprios planetas.
A equipe, liderada pela astrônoma Brooke Cotten, da Universidade de Michigan, descobriu uma pista importante sobre a composição química da estrela. TOI-5882 contém muito mais lítio do que os pesquisadores normalmente esperariam encontrar em uma estrela desse tipo.
“Você come o que come, não é?” disse Cotten, estudante de pós-graduação do Departamento de Astronomia da UM e principal autor do novo relatório Jornal Astrofísico. “Sabemos que os planetas têm muito mais lítio no seu material do que as estrelas. Portanto, se uma estrela devorar um planeta, vai consumir muito lítio.”
A pesquisa foi apoiada, em parte, por fundos federais da NASA e da National Science Foundation dos EUA.
Como eles devoram os planetas
Os astrônomos usam o termo engolfamento para descrever o que acontece quando uma estrela engole um planeta. Estes eventos desenrolam-se extremamente rapidamente em escalas de tempo cósmicas, por vezes durando apenas dias ou semanas.
Como o processo é tão curto, é improvável que os cientistas consigam capturar uma estrela neste ato. Em vez disso, devem procurar vestígios químicos e outras evidências que permaneçam após o desaparecimento do planeta.
“É isso que torna este campo tão emocionante. Você está realmente resolvendo um mistério”, disse Cotten, que começou a trabalhar na pesquisa como estudante de pós-graduação como parte do programa Lamat da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz. “Não podemos apenas assistir ao crime acontecer, então temos que trabalhar com todas as pistas que recebemos para descobrir o policial.”
Aprender como detectar estes eventos pode ajudar os astrónomos a determinar com que frequência eclipsam planetas e em que condições podem ocorrer.
Espera-se que o nosso próprio sistema solar experimente um destino semelhante num futuro distante. Em cerca de 5 mil milhões de anos, o Sol chegará ao fim da sua vida e expandir-se-á para uma gigante vermelha. À medida que cresce, engolirá Mercúrio, Vênus e possivelmente a Terra.
Uma anã marrom pode desempenhar um papel
TOI-5882 ainda não se expandiu o suficiente para explicar como poderia engolir um planeta. Isso levou os pesquisadores a considerar outra possibilidade.
A estrela pode ter tido ajuda.
Um enorme meteorito também orbita TOI-5882. É mais de 20 vezes mais massivo que Júpiter, mas ainda é pequeno demais para entrar em ignição e se tornar uma verdadeira estrela. Os astrônomos classificam esses tipos de objetos como anãs marrons.
A anã marrom pode ter perturbado a órbita do planeta desaparecido e enviado-o para TOI-5882. Kotten disse que essa possibilidade será investigada em um estudo separado.
O lítio fornece uma impressão digital química
O lítio fornece aos astrônomos um meio valioso de investigar o envolvimento planetário. As estrelas contêm naturalmente algum lítio, mas os planetas normalmente contêm concentrações muito mais elevadas do elemento, disse Seth Jacobson, autor sénior do estudo e professor assistente na Michigan State University.
“Os átomos de lítio entregues a uma estrela por um eclipse planetário são como torcedores chegando a um estádio”, disse ele. “Pode já haver alguns fãs presentes, que chegam cedo, representando a quantidade inicial de lítio na atmosfera da estrela, mas eles são rapidamente superados em número”.
A julgar pela quantidade de lítio detectada no TOI-5882, os investigadores estimam que o planeta envolvente pode estar algures entre a massa de alguma Terra e a massa de Neptuno.
“O facto de podermos olhar para uma estrela a 1300 anos-luz de distância e dizer com confiança: ‘Esta estrela tem mais lítio do que esperavas’ é uma prova tanto da precisão dos instrumentos modernos como do rigoroso trabalho interpretativo para compreender esse sinal,” afirma Melinda Soares-Furtado, professora sénior e professora assistente de investigação na Universidade de Wicon.
Comparando TOI-5882 com estrelas semelhantes
O projeto reuniu 14 pesquisadores dos Estados Unidos e do Chile. A equipe usou espectroscopia para procurar sinais de lítio no TOI-5882, um método que analisa sua luz para revelar sua composição química.
As observações mostraram que a estrela possui uma grande quantidade de material. O próximo desafio foi provar que a sua camada de lítio era incomum para uma estrela com propriedades semelhantes.
Para testar isto, os investigadores reuniram um grupo de comparação de 62 estrelas com a mesma idade, massa e temperatura. Eles então avaliaram o TOI-5882 em relação a essas estrelas usando métodos diferentes.
“E não é preciso escolher a dedo os dados para distingui-los. É poderoso”, disse Soares-Furtado. “Não importa como você o divida, o TOI-5882 é tão rico em lítio que aparece pelo menos no percentil 97.”
Uma estrela rara que preservou evidências
O trabalho baseia-se em pesquisas anteriores de Soares-Furtado que identificaram os tipos de estrelas com maior probabilidade de preservar evidências de envolvimento planetário.
Muitas estrelas são fracas candidatas porque as assinaturas químicas dos planetas eclipsados podem desaparecer ou tornar-se difíceis de distinguir. TOI-5882, no entanto, parecia ser uma das raras estrelas cujas evidências ainda podiam ser detectadas.
Algumas estrelas do grupo de comparação também mostraram níveis inesperadamente elevados de lítio. Esta descoberta sugere que a acreção planetária pode não ser o único processo capaz de enriquecer uma estrela com lítio, o que levanta outra questão para os astrónomos investigarem.
Para Cotten, a incerteza faz parte do apelo.
“Quando eu era criança, sonhava em ser investigador particular”, disse ele. “Acho que isso explica muito sobre onde fui parar. Sinto-me como um detetive.”
