08/11/2022 - 13:08
Astrônomos liderados pela Universidade de Warwick (Reino Unido) identificaram a estrela mais antiga da nossa galáxia que está acumulando detritos de planetesimais em órbita, tornando-a um dos mais antigos sistemas planetários rochosos e gelados descobertos na Via Láctea.
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Suas descobertas foram publicadas na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Os cientistas concluíram que uma tênue anã branca localizada a 90 anos-luz da Terra e os restos de seu sistema planetário em órbita têm mais de 10 bilhões de anos.
O destino da maioria das estrelas, incluindo aquelas como o nosso Sol, é se tornar uma anã branca. Uma anã branca é uma estrela que queimou todo o seu combustível e derramou suas camadas externas e agora está passando por um processo de encolhimento e resfriamento. Durante esse processo, quaisquer planetas em órbita serão partidos e, em alguns casos, destruídos, com seus detritos deixados para se acumular na superfície da anã branca.
Análise aprofundada
Para esse estudo, a equipe de astrônomos modelou duas anãs brancas incomuns detectadas pelo observatório espacial Gaia, da Agência Espacial Europeia (ESA). Ambas as estrelas estão poluídas por detritos planetários, com uma delas sendo incomumente azul, enquanto a outra é a mais fraca e mais vermelha encontrada até hoje na vizinhança galáctica local. A equipe submeteu ambas a uma análise mais aprofundada.
Usando dados espectroscópicos e fotométricos do Gaia, do Dark Energy Survey e do instrumento X-Shooter no Observatório Europeu do Sul (ESO), os astrônomos descobriram que a estrela “vermelha” WDJ2147-4035 tem cerca de 10,7 bilhões anos de idade, dos quais 10,2 bilhões de anos foram gastos esfriando como uma anã branca.
A espectroscopia envolve a análise da luz da estrela em diferentes comprimentos de onda, o que pode detectar quando os elementos na atmosfera da estrela estão absorvendo luz em cores diferentes e ajuda a determinar quais elementos são e quanto está presente. Ao analisar o espectro da WDJ2147-4035, a equipe descobriu a presença dos metais sódio, lítio, potássio e carbono detectado provisoriamente se acumulando na estrela – tornando esta a mais antiga anã branca poluída por metal descoberta até agora.
A segunda estrela “azul” WDJ1922+0233 é apenas um pouco mais jovem que a WDJ2147-4035 e foi poluída por detritos planetários de composição semelhante à crosta continental da Terra. A equipe científica concluiu que a cor azul da WDJ1922+0233, apesar de sua temperatura de superfície fria, é causada por sua atmosfera mista incomum de hélio-hidrogênio.
Sistema mais antigo
Os detritos encontrados na atmosfera de hélio quase puro e de alta gravidade da estrela vermelha WDJ2147-4035 são de um antigo sistema planetário que sobreviveu à evolução da estrela para uma anã branca, levando os astrônomos a concluir que esse é o mais antigo sistema planetário em torno de uma anã branca descoberto na Via Láctea.
A autora principal Abbigail Elms, doutoranda do Departamento de Física da Universidade de Warwick, disse: “Essas estrelas poluídas por metais mostram que a Terra não é única. Existem outros sistemas planetários por aí com corpos planetários semelhantes à Terra. De todas as estrelas, 97% se tornarão anãs brancas e são tão onipresentes no universo que é muito importante entendê-las, especialmente essas estrelas extremamente frias. Formadas a partir das estrelas mais antigas da nossa galáxia, as anãs brancas frias fornecem informações sobre a formação e evolução de sistemas planetários em torno das estrelas mais antigas na Via Láctea”.
“Estamos encontrando os remanescentes estelares mais antigos na Via Láctea que estão poluídos por planetas parecidos com a Terra”, prosseguiu ela. “É incrível pensar que isso aconteceu na escala de 10 bilhões de anos, e que esses planetas morreram muito antes de a Terra ser formada.”
Desafio
Os astrônomos também podem usar os espectros da estrela para determinar a rapidez com que esses metais estão afundando no núcleo estelar, o que lhes permite olhar para trás no tempo e determinar a abundância de cada um desses metais no corpo planetário original. Ao compararmos essas abundâncias com corpos astronômicos e material planetário encontrados em nosso próprio Sistema Solar, poderemos adivinhar como esses planetas seriam antes de a estrela morrer e se tornar uma anã branca – mas, no caso de WDJ2147-4035, isso se provou desafiador.
Abbigail explicou: “A estrela vermelha WDJ2147-4035 é um mistério, pois os detritos planetários acumulados são muito ricos em lítio e potássio e diferentes de qualquer coisa conhecida em nosso próprio Sistema Solar. Essa é uma anã branca muito interessante, pois sua temperatura de superfície ultrafria, os metais que a poluem, sua idade avançada e o fato de ser magnética a tornam extremamente rara”.
O professor Pier-Emmanuel Tremblay, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, afirmou: “Quando essas estrelas antigas se formaram há mais de 10 bilhões de anos, o universo era menos rico em metais do que é agora, já que os metais são formados em estrelas evoluídas e gigantescas explosões estelares. As duas anãs brancas observadas fornecem uma emplogante janela para a formação planetária em um ambiente pobre em metal e rico em gás que era diferente das condições quando o Sistema Solar foi formado”.
