Astrônomos revisitando observações de décadas do Telescópio Espacial Hubble da NASA encontraram uma nova pista sobre o caso arquivado de longa data. Uma assinatura química incomum sugere que a anã branca HS 0209+0832 pode abrigar um planeta de segunda geração, de acordo com um estudo publicado em 5 de outubro na Nature Astronomy.
Uma anã branca é o núcleo restante de uma estrela de baixa massa que esgotou o seu combustível nuclear e libertou as suas camadas exteriores de gás e poeira para o espaço. Ao contrário dos planetas normais, que se formam com estrelas jovens, os planetas de segunda geração formam-se a partir de material deixado por uma estrela moribunda.
“Em vez de a fase da anã branca ser uma espécie de epílogo da história de uma estrela e dos seus planetas, esta investigação aponta para os sistemas com os quais estamos familiarizados como sendo o primeiro capítulo de uma história potencialmente muito mais longa, com o aparecimento de algumas novas personagens. Esta é uma perspectiva realmente emocionante,” disse o astrónomo e autor principal Jamie Williams, candidato a doutoramento na Universidade de Warwick, no Reino Unido.
A Terra e outros mundos do nosso sistema solar são planetas de primeira geração. Eles foram formados a partir de material liberado durante o nascimento do Sol.
Hubble encontra uma estranha assinatura de nióbio
“O que o Hubble nos está a mostrar neste sistema de anãs brancas é algo que nunca vimos antes: uma grande abundância do elemento nióbio, cuja assinatura eu não estava familiarizado quando a encontrei pela primeira vez em dados de arquivo,” disse Williams.
O Hubble observou HS 0209+0832 em 1999, mas os cientistas da época não conseguiram identificar cerca de 100 características químicas nos dados. Williams voltou a essas observações usando um banco de dados químicos atualizado e descobriu que o nióbio era responsável por muitas das assinaturas anteriormente inexplicáveis.
O nióbio está presente em nosso sistema solar e também é usado na Terra em aplicações como joias e dispositivos de imagens médicas. Mas Williams disse que a abundância invulgarmente grande encontrada no sistema HS 0209+0832 aponta para uma origem muito diferente. Em vez de provir de material associado ao nascimento de uma estrela, pode rastrear material expelido durante a morte da estrela.
“O nióbio e outros elementos mais pesados que o ferro são astronomicamente especiais porque, ao contrário de muitos elementos comuns, não são formados nos núcleos das estrelas por fusão termonuclear”, disse Nicholas Stone, astrónomo teórico da Universidade de Wisconsin-Madison e membro da equipa de investigação. “Em vez disso, estes elementos pesados só podem ser sintetizados nas condições exóticas que emergem durante curtos períodos de tempo no interior de estrelas moribundas. A presença de nióbio é um sinal destes estertores de ‘morte’ e da expulsão do interior da estrela moribunda para o espaço.”
Os investigadores propõem que depois de a estrela ter ejetado este material quimicamente rico, parte dele se aglomerou e eventualmente formou um planeta gigante gasoso. A maior parte do material restante teria se dispersado no espaço há muito tempo, enquanto o planeta teria permanecido em órbita.
“Quando Jamie me perguntou sobre o nióbio em relação a este estudo, fiquei realmente surpreso, porque esse elemento não havia sido relatado em nenhuma outra anã branca analisada até o momento. Assim que percebemos que ele estava lá, tudo se encaixou”, disse Boris Gensik, astrônomo da Universidade de Warwick e coautor do estudo.
Várias missões da NASA apoiam a pista
A equipe comparou os resultados do Hubble com as observações da missão FUSE (Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer) aposentada da NASA. Esses dados também revelaram uma forte assinatura de nióbio no sistema HS 0209+0832.
O TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA forneceu outra evidência importante. O TESS monitorizou a anã branca durante quatro meses e detectou mudanças frequentes no brilho. Essas variações indicam que um planeta orbita a estrela a uma distância de cerca de 6 milhões de quilómetros, muito mais perto do que Mercúrio está do Sol.
Os pesquisadores estimam que o mundo candidato seja um gigante gasoso aproximadamente do tamanho de Júpiter. Parece que também está a perder rapidamente a sua atmosfera.
Como esta anã branca se formou há relativamente pouco tempo, ela permanece extremamente quente. A intensa energia proveniente do remanescente estelar provavelmente está retirando material da atmosfera externa do planeta. Esse gás ejetado pode formar uma cauda semelhante a um cometa, na qual algum material forma um disco ao redor da anã branca antes de cair em sua superfície. Tal processo poderia explicar por que o Hubble detectou nióbio enquanto observava a estrela.
Mesmo com essa perda atmosférica contínua, Williams não espera que o planeta potencial desapareça rapidamente.
Williams disse: “Se houver um planeta de segunda geração por aí, acho que ele tem uma boa chance de sobreviver. Eventualmente, a anã branca esfriará e então o planeta manterá uma temperatura estável em sua zona habitável estável por milhões de anos.”
Descoberta de planetas nascidos após morte estelar
Muitas questões permanecem sobre esses sistemas, incluindo como os planetas de segunda geração se formam, se são comuns ou excepcionalmente raros, e como mudam à medida que orbitam uma estrela “morta”. Williams planeia continuar a usar o Hubble durante os próximos anos para investigar estas questões e reunir observações suficientes para começar a produzir dados significativos sobre esta classe incomum de objetos celestes.
Williams disse que ainda há muito trabalho a ser feito para entender esses tipos de sistemas – como os planetas de segunda geração se formam, quão comuns ou raros eles são e como evoluem em órbita ao redor da estrela “morta”. Ele usará o Hubble para explorar estas questões ao longo dos próximos anos, na esperança de gerar dados e estatísticas suficientes sobre estes novos tipos de objetos celestes.
“Penso que esta investigação é um exemplo importante do facto de que a descoberta científica não é um caminho recto”, disse Gensike. “Muitas vezes é preciso aquele momento mágico em que as pessoas discutem as grandes questões em suas mentes e percebem que juntas podem encontrar respostas inesperadas.”
