Vídeo: Hubble flagra estrela morta devorando o próprio sistema planetário e Nasa publica simulação

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Os espasmos de morte de uma estrela perturbaram tão violentamente seu sistema planetário que a estrela morta deixada para trás, chamada de anã branca, está sugando detritos de ambos os alcances interno e externo do sistema. Esta é a primeira vez que os astrônomos observam uma estrela anã branca que está consumindo material rochoso-metálico e gelado, os ingredientes dos planetas.

Dados de arquivo do Telescópio Espacial Hubble da NASA e de outros observatórios da NASA foram essenciais para diagnosticar este caso de canibalismo cósmico. As descobertas ajudam a descrever a natureza violenta dos sistemas planetários evoluídos e podem contar aos astrônomos sobre a composição dos sistemas recém-formados.

As descobertas são baseadas na análise de material capturado pela atmosfera da estrela anã branca próxima G238-44. Uma anã branca é o que resta de uma estrela como o nosso Sol depois que ela se desprende de suas camadas externas e para de queimar combustível por meio da fusão nuclear. “Nós nunca vimos esses dois tipos de objetos se acumulando em uma anã branca ao mesmo tempo”, disse Ted Johnson, pesquisador principal e graduado recente da Universidade da Califórnia, Los Angeles (UCLA). “Ao estudar essas anãs brancas, esperamos obter uma melhor compreensão dos sistemas planetários que ainda estão intactos”.

A pequena estrela anã branca está no centro da ação. Um disco de acreção muito fraco é composto de pedaços de corpos estilhaçados caindo sobre a anã branca. Os asteróides e corpos planetários restantes formam um reservatório de material ao redor da estrela. Planetas gigantes gasosos maiores ainda podem existir no sistema. Muito mais longe está um cinturão de corpos gelados, como cometas, que também alimentam a estrela morta.

As descobertas também são intrigantes porque pequenos objetos gelados são creditados por colidir e “irrigar” planetas secos e rochosos em nosso sistema solar. Acredita-se que há bilhões de anos, cometas e asteróides forneceram água à Terra, provocando as condições necessárias para a vida como a conhecemos. A composição dos corpos detectados chovendo na anã branca implica que reservatórios gelados podem ser comuns entre os sistemas planetários, disse Johnson.

“A vida como a conhecemos requer um planeta rochoso coberto com uma variedade de elementos como carbono, nitrogênio e oxigênio”, disse Benjamin Zuckerman, professor e coautor da UCLA. “A abundância dos elementos que vemos nesta anã branca parece exigir tanto um corpo-mãe rochoso quanto um corpo-mãe rico em voláteis – o primeiro exemplo que encontramos entre os estudos de centenas de anãs brancas”.

As teorias da evolução do sistema planetário descrevem a transição entre uma estrela gigante vermelha e as fases de uma anã branca como um processo caótico. A estrela perde rapidamente suas camadas externas e as órbitas de seus planetas mudam drasticamente. Objetos pequenos, como asteróides e planetas anões, podem se aventurar muito perto de planetas gigantes e serem enviados despencando em direção à estrela. Este estudo confirma a verdadeira escala dessa violenta fase caótica, mostrando que dentro de 100 milhões de anos após o início de sua fase anã branca, a estrela é capaz de capturar e consumir simultaneamente material de seu cinturão de asteróides e regiões semelhantes ao cinturão de Kuiper.

A massa total estimada eventualmente engolida pela anã branca neste estudo pode não ser mais do que a massa de um asteroide ou lua pequena. Embora a presença de pelo menos dois objetos que a anã branca está consumindo não seja medida diretamente, é provável que um seja rico em metais como um asteroide e outro seja um corpo gelado semelhante ao encontrado na orla do nosso sistema solar no cinturão de Kuiper .

Embora os astrônomos tenham catalogado mais de 5.000 exoplanetas, o único planeta onde temos algum conhecimento direto de sua composição interior é a Terra. O canibalismo das anãs brancas oferece uma oportunidade única de desmontar planetas e ver do que eles eram feitos quando se formaram ao redor da estrela.

A equipe mediu a presença de nitrogênio, oxigênio, magnésio, silício e ferro, entre outros elementos. A detecção de ferro em abundância muito alta é evidência de núcleos metálicos de planetas terrestres, como Terra, Vênus, Marte e Mercúrio. Abundâncias inesperadamente altas de nitrogênio os levaram a concluir a presença de corpos gelados. “O melhor ajuste para nossos dados foi uma mistura de quase dois para um de material semelhante a Mercúrio e material semelhante a cometa, composto de gelo e poeira”, disse Johnson. “Metal de ferro e gelo de nitrogênio sugerem condições muito diferentes de formação planetária. Não há nenhum objeto conhecido do sistema solar com tanto de ambos.”

Morte de um sistema planetário

Quando uma estrela como o nosso Sol se expande em uma gigante vermelha inchada no final de sua vida, ela perde massa ao soprar suas camadas externas. Uma consequência disso pode ser a dispersão gravitacional de pequenos objetos como asteróides, cometas e luas por quaisquer grandes planetas remanescentes. Como pinballs em um jogo de arcade, os objetos sobreviventes podem ser lançados em órbitas altamente excêntricas.

“Após a fase de gigante vermelha, a estrela anã branca que permanece é compacta – não maior do que a Terra. Os planetas rebeldes acabam se aproximando muito da estrela e experimentam poderosas forças de maré que os separam, criando um disco gasoso e empoeirado que eventualmente cai na superfície da anã branca”, explicou Johnson.

Os pesquisadores estão olhando para o cenário final para a evolução do Sol, daqui a 5 bilhões de anos. A Terra pode ser completamente vaporizada junto com os planetas internos. Mas as órbitas de muitos dos asteróides no cinturão principal de asteróides serão gravitacionalmente perturbadas por Júpiter e eventualmente cairão na anã branca que o Sol remanescente se tornará.

: Goddard Space Flight Center da NASA; Produtor Principal: Paul

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