Astrônomos testemunham estrela devorando planeta: possível prévia do destino final da Terra

Gemini South captura a primeira evidência direta de um exoplaneta sendo engolido por uma antiga estrela parecida com o Sol

Astrônomos usando o telescópio Gemini South no Chile, operado pelo NOIRLab da NSF, observaram a primeira evidência de uma estrela moribunda semelhante ao Sol envolvendo um exoplaneta. A deflagração deste evento foi vista em uma explosão longa e de baixa energia da estrela – a assinatura reveladora de um planeta deslizando ao longo da superfície de uma estrela. Este processo nunca visto pode anunciar o destino final da Terra quando nosso próprio Sol se aproxima do fim de sua vida em cerca de cinco bilhões de anos.

Ao estudar inúmeras estrelas em vários estágios de sua evolução, os astrônomos conseguiram entender o ciclo de vida das estrelas e como elas interagem com seus sistemas planetários circundantes à medida que envelhecem. Esta pesquisa confirma que, quando uma estrela semelhante ao Sol se aproxima do fim de sua vida, ela se expande de 100 a 1.000 vezes seu tamanho original, eventualmente engolfando os planetas internos do sistema. Estima-se que tais eventos ocorram apenas algumas vezes por ano em toda a Via Láctea. Embora as observações anteriores tenham confirmado as consequências dos engolfamentos planetários [1], os astrônomos nunca haviam flagrado um evento desse tipo, até agora.

Com o poder do Gemini South Adaptive Optics Imager (GSAOI) em Gemini South, metade do Observatório Internacional Gemini, operado pelo NOIRLab da NSF, os astrônomos observaram a primeira evidência direta de uma estrela moribunda se expandindo para engolir um de seus planetas. A evidência para este evento foi encontrada em uma explosão reveladora de “longa e baixa energia” de uma estrela na Via Láctea a cerca de 13.000 anos-luz da Terra. Este evento, a devoração de um planeta por uma estrela ingurgitada, provavelmente pressagia o destino final de Mercúrio, Vênus e da Terra quando nosso Sol começar a morrer em cerca de cinco bilhões de anos.

Ryan Lau, astrônomo do NOIRLab e coautor deste estudo, publicado na revista Nature, declarou:

Essas observações fornecem uma nova perspectiva para encontrar e estudar bilhões de estrelas em nossa Via Láctea que já consumiram seus planetas.

Ryan Lau,

Durante a maior parte de sua vida útil na sequência principal, uma estrela parecida com o Sol funde hidrogênio em hélio em seu núcleo quente e denso, o que permite que a estrela resista ao peso esmagador de suas camadas externas. Quando o hidrogênio chega à exaustão no núcleo, a estrela começa a fundir hélio em carbono. A fusão do hidrogênio migra para as camadas externas da estrela, fazendo com que elas se expandam e transformem a estrela semelhante ao Sol em uma gigante vermelha.

Tal transformação, no entanto, é uma péssima notícia para qualquer planeta que orbita no âmbito do sistema interno. Quando a superfície da estrela eventualmente se expandir para envolver um de seus planetas, sua interação desencadearia uma explosão espetacular de energia e material. Esse processo também reduz (freia) a velocidade orbital do planeta, fazendo-o eventualmente mergulhar na sua estrela.

Os primeiros indícios deste evento foram descobertos por imagens ópticas da Zwicky Transient Facility. A cobertura infravermelha de arquivo do Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer (NEOWISE) da NASA, que é capaz de observar ambientes empoeirados em busca de explosões e outros eventos transitórios, confirmou o evento de engolfamento, denominado ZTF SLRN-2020.

O astrônomo do NOIRLab Aaron Meisner, outro coautor do artigo, explicou:

A reanálise personalizada de nossa equipe de mapas infravermelhos de todo o céu do NEOWISE exemplifica o vasto potencial de descoberta de conjuntos de dados de pesquisa de arquivo.

Aaron Meisner

Distinguir uma explosão de engolfamento planetário de outros tipos de explosões, como eventos do tipo explosão solar e ejeções de massa coronal, é difícil e requer observações de alta resolução para identificar a localização de uma explosão e medições de longo prazo de seu brilho sem contaminação de estrelas próximas.

A Gemini South forneceu esses dados essenciais graças aos seus recursos de óptica adaptativa.

Martin Still, diretor do programa do NSF Gemini Observatory, explicou:

Gemini South continua a expandir nossa compreensão do Universo e essas novas observações suportam previsões para o futuro de nosso próprio planeta. Esta descoberta é um exemplo maravilhoso dos feitos que podemos realizar quando combinamos operações de telescópio de classe mundial e colaboração científica de ponta.

Martin Still

Kishalay De, astrônomo do Instituto de Tecnologia de Massachusetts. e autor principal do artigo, disse:

Kishalay De

Com essas novas e revolucionárias pesquisas ópticas e infravermelhas, agora estamos testemunhando tais eventos acontecendo em tempo real em nossa própria Via Láctea – uma prova de nosso futuro quase certo como planeta.

A explosão do engolfamento durou aproximadamente 100 dias e as características de sua curva de luz, bem como o material ejetado, deram aos astrônomos uma visão da massa da estrela e de seu planeta engolfado. O material ejetado consistia em cerca de 33 massas terrestres de hidrogênio e cerca de 0,33 massas terrestres de poeira.

Isso é mais material formador de estrelas e planetas sendo reciclado, ou jogado fora, no meio interestelar, graças à estrela comendo o planeta.

Ryan Lau

A partir dessa análise, a equipe estimou que a estrela progenitora tem cerca de 0,8 a 1,5 vezes a massa do nosso Sol e o planeta engolido tinha 1 a 10 vezes a massa de Júpiter.

Agora que as assinaturas de um engolfamento planetário foram identificadas pela primeira vez, os astrônomos melhoraram as métricas que podem usar para procurar eventos semelhantes acontecendo em outras partes do cosmos. Isso será especialmente importante quando o Observatório Vera C. Rubin entrar em operação em 2025. Por exemplo, os efeitos observados da poluição química na estrela remanescente quando vistos em outros lugares podem indicar que ocorreu um engolfamento. A interpretação desse evento também fornece evidências de um elo perdido em nossa compreensão da evolução e dos destinos finais dos sistemas planetários, incluindo o nosso.

Acho que há algo bastante notável nesses resultados que falam da transitoriedade de nossa existência. Após os bilhões de anos que abrangem a vida de nosso Sistema Solar, nossos próprios estágios finais provavelmente serão concluídos em um flash final que dura apenas alguns meses.

Ryan Lau

Nota

[1] Embora evidências de eventos de engolfamento tenham sido encontradas antes – como o cadáver resultante de uma estrela e a casca queimada de um planeta, sugerindo que o engolfamento ocorreu em algum momento no passado distante – os resultados apresentados aqui são a primeira evidência direta que está acontecendo enquanto estamos observando.

Fonte

noirlab2311 — Science Release – Astronomers Witness Star Devouring Planet: Possible Preview of the Ultimate Fate of Earth

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