Pela primeira vez, astrônomos descobriram evidências de um planeta gigante orbitando uma pequena e morta estrela anã branca. E, surpreendentemente, o planeta de tamanho Neptuno tem mais de quatro vezes o diâmetro da estrela do tamanho da Terra que orbita.

“Esta estrela tem um planeta que não podemos ver diretamente”, disse o autor do estudo Boris Gänsicke, da Universidade de Warwick, em um comunicado de imprensa. “Mas porque a estrela é tão quente, está evaporando o planeta, e nós detectamos a atmosfera que está perdendo”. Na verdade, a estrela em chamas está a enviar um fluxo de material vaporizado para longe do planeta a uma taxa de cerca de 260 milhões de toneladas por dia.

A nova descoberta serve como a primeira evidência de um planeta gigantesco sobrevivendo à transição de uma estrela para uma anã branca. Ela sugere que a evaporação de planetas ao redor de estrelas mortas pode ser um pouco comum em todo o universo. E porque o nosso sol, como a maioria das estrelas, também irá eventualmente evoluir para uma anã branca, a descoberta pode até mesmo lançar luz sobre o destino do nosso sistema solar.

Um Par Inesperado

A anã branca em questão, apelidada de WDJ0914+1914, fica a cerca de 1.500 anos-luz de distância na constelação Câncer. Embora a anã branca não esteja mais sofrendo fusão nuclear como uma estrela normal, seu calor persistente significa que ainda é uma bolha de 49.500 graus Fahrenheit (25.000 Celsius). Isso é cerca de cinco vezes mais quente que o sol.

Pesquisadores inicialmente assinalaram o núcleo estelar ardente para acompanhamento depois de peneirar através de cerca de 7.000 anãs brancas identificadas pelo Sloan Digital Sky Survey. Quando a equipe analisou os espectros únicos do WDJ0914+1914, eles detectaram as impressões digitais químicas de hidrogênio, o que é um tanto incomum. Mas eles também detectaram sinais de oxigênio e enxofre – elementos que nunca tinham visto em uma anã branca antes.

“Foi uma daquelas descobertas fortuitas”, disse Gänsicke em um comunicado de imprensa do Observatório Europeu do Sul (ESO). “Sabíamos que tinha que haver algo excepcional acontecendo neste sistema, e especulamos que poderia estar relacionado a algum tipo de remanescente planetário”.

Então, para entender melhor o que estava acontecendo no estranho sistema, a equipe usou o instrumento X-shooter do Very Large Telescope do ESO no Chile para realizar observações de acompanhamento. Com base no olhar mais detalhado, os pesquisadores aprenderam que os elementos incomuns que eles pensavam que estavam embutidos na anã branca estavam na verdade vindo de um disco de gás agitando ao redor da estrela morta.

“No início, pensamos que esta era uma estrela binária com um disco de acreção formado a partir da massa que flui entre as duas estrelas”, disse Gänsicke. “No entanto, nossas observações mostram que é uma única anã branca com um disco em volta cerca de 10 vezes o tamanho do nosso sol, feito apenas de hidrogênio, oxigênio e enxofre”. Tal sistema nunca foi visto antes, e ficou imediatamente claro para mim que esta era uma estrela única”

Após perceber o quão incomum a anã branca realmente era, a equipe mudou seu foco para descobrir o que o diabo poderia criar tal sistema.

“Levou algumas semanas de pensamento muito duro para descobrir que a única maneira de fazer tal disco é a evaporação de um planeta gigante”, disse Matthias Schreiber, um astrônomo da Universidade de Valparaíso no Chile, que foi vital para determinar a evolução passada e futura do bizarro sistema. Sua análise detalhada da composição do disco correspondeu ao que os astrônomos esperariam se as entranhas de um gigante do gelo como Urano e Netuno fossem vaporizadas para o espaço.

Baseado nos cálculos de Schreiber, a temperatura extrema da anã branca significa que ela está bombardeando o planeta gigante próximo – que está localizado a 0,07 unidade astronômica (UA) da estrela, onde 1 UA é a distância Terra-sol – com fótons de alta energia. Isto está fazendo o planeta perder sua massa a uma taxa de mais de 3.000 toneladas por segundo.

Mas de acordo com o artigo, publicado quarta-feira na Nature, “À medida que a anã branca continua a esfriar, a taxa de perda de massa irá gradualmente diminuir, e se tornará indetectável em E até lá, acrescenta o artigo, o planeta gigante terá perdido apenas “uma fração insignificante de sua massa total”, ou cerca de 0.04 Massas de Netuno.

Porque o planeta gigante está localizado tão perto da anã branca, os pesquisadores dizem que ele deveria ter sido destruído durante a fase das estrelas gigantes vermelhas. Ou seja, a menos que tenha migrado para dentro após a transição da estrela para uma anã branca.

“Esta descoberta é um grande progresso porque nas últimas duas décadas tivemos evidências crescentes de que os sistemas planetários sobrevivem na fase da anã branca”, disse Gänsicke. “Temos visto muitos asteróides, cometas e outros pequenos objetos planetários atingindo as anãs brancas, e explicar esses eventos requer corpos maiores, de massa planetária, mais distantes. Ter evidências para um planeta real em que ele mesmo foi espalhado é um passo importante”

O Destino Final do nosso Sistema Solar

Em 5 bilhões de anos, quando o sol queimar através do último hidrogênio em seu núcleo, ele passará a fundir conchas concêntricas de hidrogênio em torno de seu núcleo agora inerte. Este processo instável fará com que o sol se transforme num balão num gigante vermelho, o que significa que engolirá Mercúrio, Vénus e provavelmente a Terra.

Mas à medida que o sol se expande, o seu domínio gravitacional sobre o seu envelope exterior de material torna-se cada vez mais ténue. Eventualmente, ele irá derramar as suas camadas exteriores no espaço. E uma vez que o faça, um astrônomo alienígena verá uma bela nebulosa planetária ao redor do núcleo incrivelmente quente do Sol – conhecida como uma anã branca.

Em um artigo publicado na quarta-feira no Astrophysical Journal Letters, Schreiber e Gänsicke exploram este cenário, detalhando como o futuro sol branco-anão deveria, como o WDJ0914+1914, evaporar os planetas gigantes do nosso sistema solar.

“De certa forma”, disse Schreiber, “o WDJ0914+1914 está nos dando um vislumbre do futuro muito distante do nosso próprio sistema solar”.