Physical Address
304 North Cardinal St.
Dorchester Center, MA 02124
‘A morte estelar não é o fim’: o Telescópio Espacial James Webb vislumbra o destino do sistema solar em um estranho exoplaneta orbitando uma estrela morta
Os astrônomos usaram o Telescópio Espacial James Webb (JWST) para observar um excêntrico exoplaneta gigante gasoso orbitando uma estrela morta, uma anã branca, localizada a cerca de 80 anos-luz de distância. Este sistema de “vida após a morte” dá aos cientistas uma visão portentosa de como será o sistema solar daqui a cerca de 6 mil milhões de anos, depois de o Sol ter esgotado o hidrogénio no seu núcleo, eliminado as suas camadas exteriores e deixado para trás um remanescente estelar de uma anã branca fumegante.
Antes dos estágios finais dessa transformação, a nossa estrela terá se tornado um gigante vermelhoaumentando muitas vezes o seu raio original, engolindo os planetas rochosos internos, incluindo a Terra, mas deixando os planetas externos – embora os alterando irrevogavelmente. Refletindo isso, o anã branca no centro desta pesquisa está orbitado por um exoplaneta do tamanho de Júpiter, designado WD 1856 b.
À medida que WD 1856 b orbita a sua estrela-mãe morta, atravessa ou “trânsito” a face desta anã branca, conhecida como WD 1856+534. Ao observar estes trânsitos com o JWST, a equipa conseguiu medir a massa e a temperatura deste planeta semelhante a Júpiter, ao mesmo tempo que observou a composição da sua atmosfera. Para sua surpresa, descobriram que o WD 1856 b é mais quente do que o esperado. Eles também descobriram como este planeta passou a ter uma órbita tão estreita em torno de sua estrela anã branca hospedeira.
“Estamos habituados a olhar para trás no tempo quando usamos telescópios, mas esta é a primeira vez que conseguimos prever o que poderá acontecer aos planetas exteriores em torno do remanescente de uma estrela semelhante ao Sol; é como usar uma máquina do tempo para perscrutar o futuro distante do nosso sistema solar”, disse o líder da equipa, Ryan MacDonald, da Universidade de St Andrews, na Escócia. disse em um comunicado. “Este é apenas o começo da nossa exploração de planetas que orbitam estrelas mortas com o Webb, e a busca por outros planetas que orbitam anãs brancas está em andamento.
“Os nossos resultados mostram que a morte estelar não é o fim – alguns planetas experimentam um futuro vibrante e vivo após a morte da sua estrela.”
A pesquisa da equipe foi publicada nesta quarta-feira (julho) na revista Natureza.
O planeta sobrevivente é um verdadeiro excêntrico
O gigante gasoso WD 1856 b foi descoberto pela primeira vez em 2020 pela espaçonave de caça a exoplanetas da NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) e o Telescópio Espacial Spitzer. TESS detecta exoplanetas usando as pequenas quedas na luz estelar que causam à medida que transitam por suas estrelas hospedeiras, bloqueando a luz estelar.
Este foi o primeiro planeta intacto já descoberto orbitando de perto uma anã branca. O que imediatamente se destacou no WD 1856 b foi o quão próxima sua órbita está de sua hospedeira anã branca. A órbita é de cerca de 2% da tamanho da órbita da Terra ao redor do Sol e leva apenas 1,4 dias terrestres para ser concluído.
“O planeta é bastante excêntrico. É mais ou menos do tamanho de Júpiter, mas a anã branca que orbita é do tamanho da Terra, por isso o planeta é sete vezes maior que a sua estrela,” disse MacDonald.
O planeta não poderia ter estado sempre numa órbita tão próxima da sua estrela. Se assim fosse, teria sido destruída quando a estrela se transformou numa gigante vermelha antes de se libertar das suas camadas exteriores inchadas e deixar para trás uma anã branca.
“A grande questão é como o WD 1856 b acabou onde está hoje, e há duas teorias”, disse o membro da equipe Christopher O’Connor, da Northwestern University. “Uma é que o planeta foi engolido pela estrela hospedeira enquanto morria e conseguiu sobreviver no seu interior. A outra é que a migração ocorreu devido ao efeito gravitacional de outros objetos no sistema. A anã branca faz parte de um sistema estelar triplo, e as estrelas companheiras externas podem ter influenciado a órbita de WD 1856 b.”
A pista que permitiu à equipa diferenciar estes mecanismos de migração foi a temperatura de WD 1856 b, que a 127 graus Celsius (260 graus Fahrenheit) é cerca de 240 graus mais quente do que seria se a sua única fonte de calor fosse a luz da sua estrela-mãe anã branca.
Sem energia disponível para aquecer o planeta a estas temperaturas, a equipa concluiu que a temperatura deve ser um efeito residual do aquecimento anterior, seja por ter sido engolfado pela gigante vermelha ou durante uma migração para dentro. Usando observações da massa do planeta, entre quatro e 11 vezes a de Júpiter, a equipe foi capaz de modelar como ele teria esfriado ao longo do tempo.
MacDonald e colegas determinaram que o WD 1856 b foi provavelmente aquecido entre 3 mil milhões e 5,5 mil milhões de anos atrás. A sua estrela hospedeira é uma anã branca há mais tempo, o que significa que o exoplaneta estava seguro durante a fase destrutiva de gigante vermelha da estrela, e depois mudou-se para a sua órbita estreita.
“À medida que o planeta se moveu para dentro, as suas interações com a forte gravidade da anã branca terão causado um aquecimento considerável, e tem estado a arrefecer desde então,” disse O’Connor.
Os resultados indicam que Júpiter poderá aproximar-se do Sol após o violento drama da sua fase de gigante vermelha e a destruição do sistema solar interior. As descobertas também demonstram o incrível poder de observação do JWST e como o telescópio espacial de 10 mil milhões de dólares ainda está a descobrir coisas que nenhum outro instrumento consegue.
“Anãs brancas como WD 1856 são excepcionalmente escuras em comparação com as estrelas que hospedam planetas que normalmente observamos com o JWST”, disse Victoria Boehm, membro da equipe, da Universidade Cornell.
“Para tornar as coisas ainda mais difíceis, o trânsito do planeta dura apenas 8 minutos, então se você piscar, você perderá! Capturar luz suficiente para ver o espectro do WD 1856, ao mesmo tempo em que o faz rápido o suficiente para não perder o trânsito, é algo que apenas Webb pode fazer.”
