WASP 18b: o raro planeta suicida que espirala em queda para dentro de sua estrela mãe

Visão artística mostra um exoplaneta tipo ‘Júpiter Quente’ que orbita bem próximo de sua estrela mãe.

Um exoplaneta muito raro, recentemente descoberto, está caindo em espiral e será absorvido pela sua estrela no futuro próximo. A descoberta, realizada por uma equipe internacional que inclui astrônomos da Universidade de St. Andrews, é tão extravagante que as probabilidades de achar tal cenário desta etapa final de vida de um exoplaneta como este seriam de 1.000 contra 1. O “enorme novo planeta”  foi descoberto pelo programa SuperWASP do Reino Unido, onde a Universidade de St. Andrews é uma das organizações patrocinadoras.

O exoplaneta suicida

Recentemente batizado como WASP-18b, este planeta é tão massivo e está tão perto de sua estrela mãe que quase com certeza cairá em espiral até sua destruição dentro do tempo do ciclo de vida da estrela.

Pesquisadores da Universidade de St. Andrews estão agora calculando o índice com que as interações de maré entre a estrela e o planeta causaram finalmente que a órbita do planeta decairá completamente.

O físico de St. Andrews, Professor Andrew Collier Cameron disse: “Este é uma nova descoberta de mais um exoplaneta bizarro por parte do projeto WASP (Wide Angle Search for Planets). A situação é análoga a forma em que a fricção por maré está provocando que a rotação da Terra em torno de seu eixo seja  lentamente reduzida e que a Lua se afaste da Terra [a taxa de ~3,8 cm por ano e além disso o dia terrestre alonga-se 0,2 segundos por século]”.

The planet that shouldn’t exist from University of St Andrews on Vimeo.

“Neste caso, não obstante, o giro da estrela é mais lento que a órbita do planeta – assim a estrela deveria estar acelerando seu giro e o planeta caindo em espiral”.

Estas interações gravitacionais criam os efeitos de marés entre o exoplaneta e sua estrela que amassam e esticam o exoplaneta, podendo até mesmo mudar a sua órbita: se o planeta orbita mais depressa do que a estrela gira em torno de seu próprio eixo, o planeta poderá ser puxado na direção da estrela. Se a estrela girar mais depressa, o planeta poderá ser empurrado para fora (como acontece com a órbita da Lua em torno da Terra).

WASP-18b é dez vezes mais massivo que Júpiter e orbita a sua estrela WASP-18 em menos de um dia terrestre, ~0,94 dias, em uma órbita com raio de apenas 2,2 milhões de km, cerca de 0,015 unidades astronômicas(UA), isto é, ~1,5% da distância da Terra ao Sol.

WASP-18b orbita tão perto de sua estrela que já deveria ter sido destruído há muito tempo. Quando um planeta atinge seu limite de Roche, a gravidade da estrela irá despedaçá-lo. Crédito: S&T – Casey Reed

O novo exoplaneta pertence a uma categoria bem comum de planetas extrasolares.  WASP-18b é um “Júpiter Quente” – um planeta massivo que se formou longe de sua estrela e a seguir migrou até uma órbita interior com o passar do tempo. Assim, os “Júpiteres Quentes” são exoplanetas que orbitam muito próximos de suas estrelas hospedeiras (menos de 0,05 UA, que é muito menor que a distância entre Mercúrio e o Sol – entre 0,31 e 0,47 UA) e surpreenderam os astrônomos quando o primeiro deles, Osíris (HD 209458 b) foi descoberto em novembro de 1999.

A descoberta, liderada por Coel Hellier da Universidade de Keele, sugere que a estrela mãe WASP-18 é um pouco maior que o Sol,  pertence a categoria F6 (o Sol pertence a classe espectral G2V), tem aproximadamente 1 bilhão de anos de idade e dista 325 anos-luz da Terra – fazendo com que a probabilidade de se observar um exoplaneta como WASP-18b seja aproximadamente uma em mil.

Foi um lance de sorte?

“Ou as probabilidades de descobri-lo são muito pequenas ou tivemos muita sorte”, ou então existe algo fundamental sobre as interações das marés entre as estrelas e os seus planetas ainda desconhecidas para nós, afirmou Douglas Hamilton, astrônomo da Universidade de Maryland, em College Park, EUA, que não esteve envolvido no estudo.

O que sabemos acerca das interações dos efeitos de marés entre as estrelas e os planetas é em grande parte baseado no estudo do nosso próprio Sistema Solar, tendo a ver com toda a energia de rotação (ou de maré) que o sistema primordial tem quando uma nuvem de gás e poeira se condensa para formar uma proto-estrela. A seguir, o material que não foi absorvido é achatado em um disco em rotação, onde se formam os planetas por acresção. As estimativas da velocidade pela qual uma estrela dissipa toda essa energia de maré podem estar incompletas. Se a estrela não foi muito eficiente ao dissipar esta energia, o planeta poderá sobreviver bem mais tempo antes de espiralar na direção da sua estrela-mãe.

Ou podem existir outras “possibilidades mais exóticas”, disse Hamilton, tais como alguma força ainda não descoberta que impede o planeta de se aproximar da estrela. Hamilton descreveu as possibilidades no artigo publicado na revista Nature, onde a descoberta do exoplaneta WASP-18b foi oficialmente anunciada.

Temos que manter um olho no exoplaneta WASP-18b

Se o resto da vida do exoplaneta é tão curto como se prevê, o decaimento orbital deverá ser entendido e elucidado em uma década. Assim, os astrônomos serão capazes de testar qual é o cenário apropriado: um planeta perto da sua morte ou uma interação física diferente. Se o planeta está, de fato, a espiralar na direção da estrela, a sua morte só ocorrerá dentro de milhões de anos, mas deverão ser discerníveis mudanças significativas no seu período orbital no espaço de apenas uma década. Os astrônomos têm que continuar a monitorar o sistema WASP-18.

O Professor Cameron continua comentando: “Não sabemos quanto tempo o planeta sobreviverá, devido ao fato de não compreendermos completamente como funcionam as marés no Sol e em outras estrelas. Pode ser em 500 mil anos ou até 500 milhões. Mas, se ele cai rapidamente, deveríamos ser capazes de observar mudanças em sua órbita dentro de dez anos”.

SuperWASP é um programa operado por um a consórcio formado por 8 instituições acadêmicas: Instituto de Astrofísica de Canárias, Isaac Newton Group of Telescopes, Keele University, Universidade de Leicester, Open University, Queen’s University Belfast e St. Andrews University. O programa SuperWASP visa revolucionar nosso entendimento sobre a formação planetária, criando um caminho para futures missões espaciais de busca por planetas similares a Terra.

Obs.: Este texto faz parte da campanha: Blogagem Coletiva: Cientista também caça paraquedista

Fontes

Astrophysicists puzzle over planet that’s too close to its sun

Nature

• An orbital period of 0.94 days for the hot-Jupiter planet WASP-18b
• Extrasolar planets: Secrets that only tides will tell por Douglas P. Hamilton [Evidence that the most recently discovered extrasolar planet is virtually at the end of its life is a surprise. The odds of that are very low — similar to drawing two consecutive red aces from a well-shuffled deck of cards.]

._._.