Necroplanetologia: a ciência que estuda planetas destruídos por suas estrelas

Em 2015, astrônomos encontraram uma estrela anã branca com um padrão de escurecimento peculiar. Ela escurecia várias vezes em intensidades variadas, e cada uma delas se repetia em um período de 4,5 a 5 horas, sendo que sua sua atmosfera continha elementos geralmente encontrados em exoplanetas rochosos. Logo, descobriram do que se tratava: a gravidade da estrela estava devorando os objetos à sua volta.

Localizada a 570 anos-luz da Terra, a "estrela morta" WD 1145+017 triturava os planetas em sua órbita em um processo violento conhecido como perturbação das marés. Esse fenômeno acontece, por exemplo, quando uma estrela se aproxima de um buraco negro o suficiente para ser tragada e sofrer espaguetificação - ou seja, esticar-se como um espaguete.

Agora, um artigo publicado sobre essa descoberta foi aceito pelo The Astrophysical Journal e está sendo usado como prova de conceito para um novo campo de estudo planetário, que ganhou o nome de “necroplanetologia”. Esse campo trata da reconstituição forense de corpos planetários “mortos” para entender como eles eram - e como morreram.

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Anãs brancas ejetam muito material quando morrem, pois o processo envolve uma série de explosões termonucleares violentas. Embora os planetas possam sobreviver de alguma forma, a gravidade superficial das anãs brancas é tão intensa que, além de ejetar material, ela aparentemente engole alguns dos elementos mais pesados de seus planetas.

Foram encontrados elementos nas atmosferas de estrelas anãs brancas que geralmente são encontrados dentro de exoplanetas, o que adiciona ainda mais indícios desse processo. Ou seja, a gravidade superficial das anãs brancas é tão intensa que esses elementos mais pesados parecem afundar rapidamente, indicando que a estrela deve ter acumulado recentemente o material de um corpo que sobreviveu à agonia da estrela.

Para entender o processo que levou a WD 1145+017 a se encontrar nessa situação, uma equipe de astrônomos realizou uma série de simulações. Eles ajustaram os componentes estruturais de um corpo em órbita, como o tamanho do núcleo e do manto, a composição do manto, e a presença de uma crosta. Isso resultou em 36 diferentes corpos simulados.

Em seguida, eles colocaram cada um desses 36 corpos orbitando uma estrela como a WD 1145+017, que tem cerca de 60% da massa do Sol e 2% de seu tamanho. Determinaram que a órbita dura 4,5 horas, assim como acontece na anã branca real, e cada simulação foi executada por 100 órbitas. Então, as curvas de luz resultantes de cada corpo foram comparadas com a curva de luz que foram vistas nas observações da WD 1145+017.

O resultado foi que os corpos com maior probabilidade de produzirem o que foi observado em 2015 têm um núcleo pequeno e um manto de baixa densidade. Eles também são de massa relativamente baixa e possuem densidade alta o suficiente para manter a estrutura por um tempo, mas baixa o suficiente para que seus mantos sejam rompidos. Essas descrições são condizentes com a falta de pequenas partículas encontradas em outras observações da estrela, já que elas teoricamente deveriam ser sublimadas rapidamente.

A pesquisa pode ser bastante útil para compreender outras estrelas misteriosas, como a KIC 8462852 - a famosa estrela de Tabby, que tem um escurecimento tão estranho que nenhum cientista encontrou uma explicação definitiva, por enquanto.

Fonte: Science Alert, Popular Mechanics