Novo estudo sugere que as estrelas devoram os planetas mais jovens

Planetas que orbitam próximos de suas estrelas não podem durar muito tempo. (Ilustração: Mark Garlick / Helas)

Os exoplanetas que se aventuram nas proximidades de sua estrela mãe estão condenados a uma morte prematura – antes mesmo de se aproximarem o bastante para serem destruídos pela gravidade da estrela, de acordo com o que sugere um novo estudo.

A gravidade de uma estrela pode colocar um planeta vizinho em uma “pista rápida” em espiral em direção a estrela e também pode provocar que o planeta perca grande parte de sua atmosfera, segundo afirma o estudo. A pesquisa pode ajudar a explicar por que se têm encontrado poucos exoplanetas muito próximos de suas estrelas mães.

WASP-12b é considerado o planeta mais quente já encontrado (Ilustração: ESA/C Carreau)

WASP-12b abraça sua estrela, girando em torno de sua sua estrela mãe em apenas um dia e é considerado o exoplaneta mais quente já encontrado (Ilustração: ESA/C Carreau)

Mais de 400 exoplanetas já foram catalogados até agora. Muitos deles estão localizados perto de suas estrelas mães, onde se acredita ser muito quente para o gás e a poeira colapsarem em planetas. Isto implica que os planetas foram gerados muito longe e migraram para o interior (mais próximo da estrela).

Mas, curiosamente, os mais próximos são geralmente encontrados em torno de 0,05 unidades astronômicas (UA) de suas estrelas mães (1 UA é correspondente à distância Terra-Sol). Esta distância corresponde a uma órbita de três dias ao redor de uma estrela tão pesada como o Sol, e isto é às vezes conhecido como “grupo dos três dias”.

Não existe uma certeza por que os planetas parecem acumular-se ali. Mas muito próximo da estrela, em uma fronteira conhecida como limite de Roche, os planetas são destruídos pela gravidade da estrela. Mas a migração dos planetas parece estar bem fora deste limite.

Arrastado para dentro

Mas então por que os planetas parecem permanecer por lá? Alguns modelos sugerem que o disco de poeira e gás ao redor da estrela poderia arrastar os planetas para o interior. Se a estrela conseguiu limpar os escombros nas suas proximidades, isso poderia deter a migração dos planetas.

Mas Brian Jackson, da University of Arizona em Tucson e seus colegas oferecem uma explicação alternativa. Podem existir planetas que orbitam mais perto, mas não farão isto por muito tempo dado que são arrastados para dentro pela gravidade da estrela mãe.

Esta atração é causada pelas forças de maré entre o planeta e sua estrela – diferenças na atração da gravidade sobre os objetos nos lados próximos e distantes do objeto.

Planetas rápidos

Contra a intuição, essa mesma força faz com que a Lua lentamente amplie sua órbita ao redor da Terra. Mas neste caso, a Lua orbita a Terra mais lentamente do que a Terra gira, e por isso ela aumenta a distância da Lua.

Planetas mais próximos, por outro lado, parecem orbitar mais rápido suas estrelas do que a estrela gira, de modo que esta maré de atrito tem efeito contrário. Isto faz com que a estrela se deforme – suas atmosferas gasosas são esticadas até os planetas mais próximos – isto provoca que os planetas migrem para o interior.

Os planetas podem permanecer em órbitas próximas talvez por dezenas de milhões de anos até poucos bilhões de anos antes de caírem em espiral em suas estrelas. “Uma vez que o planeta está tão próximo, a maré gerada na estrela pelo planeta provoca que ele migre para dentro tão rapidamente que é difícil de capturá-lo”, disse Jackson a New Scientist.

Corot 7b foi detectado pelo método do trânsito: reduziu a luminosidade da estrela ao passar em frente dela.

Mundo moribundo

Os estudos sugerem que o planeta mais próximo conhecido, o Corot-7b, pode não ter muito mais tempo de vida. As forças de maré podem causar que o planeta, que orbita a apenas 0,017 UA de sua estrela mãe, será arrastado para o letal limite de Roche da estrela em apenas 25 milhões de anos.

Estudos futuros poderiam detectar evidências deste tipo de violência, observando as assinaturas químicas dos planetas tragados na luz estelar. As estrelas que giram extraordinariamente rápido para sua idade também poderia ser um sinal de que elas tenham absorvido um planeta e “acelerado seu giro”, como resultado, disse Jackson a New Scientist.

Explosões estelares

As intensas forças de maré não são o único fator que pode ter influência sobre os planetas errantes. As explosões da atividade inicial na vida de uma estrela pode também arrancar grande parte da massa de um planeta, de acordo com um estudo liderado por Helmut Lammer da Austrian Academy of Sciences em Graz.

Quando a radiação ultravioleta de uma estrela aquece a atmosfera superior de um planeta próximo, a atmosfera se expande a uma distância onde é sentida uma atração gravitacional mais potente da estrela mãe que do planeta e esta é arrancada do mesmo.

O planeta WASP-12b abraça sua estrela, ele orbita sua estrela mãe em apenas um dia, e parece haver sido uma vítima especialmente dramática da atividade estelar. O planeta parece haver perdido aproximadamente 24% de sua massa ao longo do curso estimado de sua vida de 2 bilhões de anos, segundo sugere o novo trabalho. Seu peso agora é de 1,4 vezes a massa de Júpiter.