Estrela parecida com o Sol pode ter engolido um exoplaneta com a ajuda de um companheiro misterioso: ‘Você é o que você come, certo?’

Os astrônomos têm um mistério cósmico em mãos, investigando uma cena de crime celestial para determinar se uma estrela distante comeu um exoplaneta super-Terra. A estrela pode ter tido um cúmplice – uma estrela falhada ou companheira “anã castanha” – que pode ter conduzido o infeliz planeta para a sua destruição ardente.

A equipe encarregada de investigar este mistério descobriu pela primeira vez indícios do crime quando descobriu que a estrela, TOI-5882, localizada a cerca de 1.300 anos-luz de distância, é surpreendentemente rica no elemento lítio.

“Você é o que você come, certo?” a líder da equipe, Brooke Kotten, da Universidade de Michigan, disse em um declaração. “Sabemos que há muito mais lítio no material planetário do que nas estrelas. estrela come um planetavai consumir um monte de lítio.”

Os chamados eventos de engolfamento como este ocorrem muito rapidamente, numa escala de tempo de alguns dias a algumas semanas, o que significa capturar seres estelares no ato de desfrutar de uma refeição planetária é extremamente raro. Assim, os astrônomos têm que atuar como investigadores da cena do crime cósmico para reconstruir esses eventos com as evidências disponíveis.

“Isso é o que torna este campo tão emocionante. Você realmente está resolvendo um mistério”, disse Kotten. “Não podemos apenas assistir ao crime acontecer, então temos que trabalhar com todas as pistas que recebemos para descobrir o autor da ação.”

Um dos objectivos destas investigações é descobrir as formas pelas quais uma estrela pode devorar um planeta. Um dos cenários de engolfamento mais comuns acontece quando uma estrela fica sem hidrogénio no seu núcleo no final do seu ciclo. sequência principal vida. Isto resulta num inchaço até 100 vezes o seu diâmetro original, engolindo os planetas que o acompanham durante a chamada fase de gigante vermelha. Isso ocorrerá no sistema solar em cerca de 5 bilhões de anos, quando o sol irá soprar em torno da órbita de Marte, engolindo os planetas rochosos internos, incluindo o nosso.

No entanto, Kotten e colegas sabem que não foi isso que aconteceu no sistema TOI-5882, já que esta estrela ainda não se tornou um gigante vermelho. Em vez disso, os investigadores pensam que a estrela semelhante ao Sol teve a ajuda da sua companheira anã castanha.

Companheira anã marrom de parceira no crime?

As anãs marrons recebem o infeliz apelido de “estrelas fracassadas” porque, apesar de se formarem a partir de nuvens de gás e poeira em colapso, assim como as estrelas, elas não conseguem crescer até as massas necessárias para desencadear o fusão nuclear de hidrogênio em hélio em seus núcleos, o processo que define o que é uma estrela da sequência principal. Eles são bastante misteriosos por existirem nesta espécie de limbo entre planeta e estrela.

Esta anã marrom em particular tem cerca de 20 vezes a massa de Júpiter, ou cerca de 2% da massa do sol. Isso não é grande o suficiente para desencadear a fusão nuclear, mas é grande o suficiente para ter influência gravitacional suficiente sobre os planetas que orbitam TOI-5882. Isso significa que a equipa suspeita que esta anã castanha pode ter perturbado a órbita deste infeliz planeta o suficiente para o fazer cair na sua estrela.

Isso é algo que os cientistas precisarão investigar mais a fundo. Eles podem ainda não ter informações suficientes para determinar a causa da morte deste planeta, mas têm algumas evidências que os ajudam a identificar o tipo de mundo que teria sido antes de ser destruído. Isto vem de observações da composição química e do conteúdo de lítio de 62 estrelas com idades e massas semelhantes às do TOI-5882.

“Os átomos de lítio entregues por engolfamento planetário a uma estrela são como torcedores de esportes chegando a um estádio”, disse Seth Jacobson, membro da equipe, da Michigan State University. “Pode já haver alguns fãs presentes, representando a quantidade inicial de lítio na atmosfera estelar, mas eles estão rapidamente em menor número.”

Uma esfera vermelha brilhante com uma esfera vermelha menor no fundo.

Uma ilustração da estrela enriquecida com lítio TOI-5882 com sua anã marrom. (Crédito da imagem: Robert Lea (criada com Canva))

A partir da abundância de lítio que mediram, a equipa determinou que este planeta era um chamado super-Terra com uma massa algo entre duas vezes a do nosso planeta e a massa do gigante gelado do sistema solar Netunoque é cerca de 18 vezes mais massivo que a Terra.

“O facto de podermos olhar para uma estrela a 1300 anos-luz de distância e dizer com confiança: ‘Esta estrela tem mais lítio do que seria de esperar’ é uma prova tanto da precisão da instrumentação moderna como do árduo trabalho interpretativo necessário para dar sentido a esse sinal,” afirma Melinda Soares-Furtado, autora sénior do estudo e professora assistente na Universidade de Wisconsin. “E não é como se você tivesse que escolher os dados para destacá-los. É robusto. Não importa como você o divida, o TOI-5882 é tão enriquecido em lítio que aparece pelo menos no percentil 97.”

Soares-Furtado acrescentou que TOI-5882 é uma das poucas estrelas que ela viu demonstrando evidências de engolfamento planetário, embora algumas das outras estrelas na amostra de controlo fossem enriquecidas em lítio, embora não na extensão de TOI-5882. Isso deixa outro mistério para a equipa resolver, algo com que Soares-Furtado pode muito bem estar bastante satisfeito.

“Quando eu era criança, sonhava em me tornar uma investigadora particular”, disse ela. “Acho que isso explica muito sobre onde fui parar. Sinto-me realmente como um detetive.”