Suspeito de planeta de segunda geração resolve caso arquivado do Hubble da NASA

A investigação diligente dos astrônomos abriu um caso arquivado no arquivo de dados da NASA Telescópio Espacial Hubble. Em um estudar publicado segunda-feira na Nature Astronomy, pesquisadores relatam a descoberta de uma pista química surpreendente que indica que a estrela anã branca HS 0209+0832 pode hospedar um planeta de segunda geração.

UM anã branca é o núcleo remanescente de uma estrela de baixa massa que queimou todo o seu combustível nuclear e perdeu o seu invólucro exterior de gás e poeira para o espaço. Um planeta de segunda geração é um mundo que se forma em torno do remanescente estelar a partir do seu material residual.

“Em vez de a fase da anã branca ser uma espécie de epílogo da história de uma estrela e dos seus planetas, esta investigação aponta para os sistemas com os quais estamos familiarizados, sendo apenas o primeiro capítulo de uma história potencialmente muito mais longa, com algumas novas personagens a aparecer. Essa é uma perspectiva realmente emocionante a seguir,” disse Jamie Williams, astrónomo e autor principal, candidato a doutoramento na Universidade de Warwick, no Reino Unido.

A Terra e os outros planetas do nosso sistema solar são planetas de primeira geração, que se formam a partir de material que sobrou do nascimento de uma estrela.

“O que o Hubble nos está a mostrar neste sistema de anãs brancas é algo que nunca vimos antes: uma grande abundância do elemento nióbio, cuja assinatura eu não estava familiarizado quando a encontrei pela primeira vez nos dados de arquivo,” disse Williams.

Quando o Hubble observou a estrela pela primeira vez em 1999, os dados continham cerca de 100 características químicas que não puderam ser identificadas. Williams voltou a esses registros armado com um banco de dados químico e descobriu que o nióbio correspondia a muitas das características misteriosas.

Williams explicou que, embora o nióbio seja encontrado no nosso sistema solar e tenha múltiplas utilizações na Terra, incluindo em jóias e dispositivos de imagem médica, a quantidade encontrada pelo Hubble no sistema HS 0209+0832 aponta para um planeta que se forma não a partir do nascimento de uma estrela, mas a partir do material ejectado à medida que esta morre.

“O nióbio e outros elementos mais pesados ​​que o ferro são astronomicamente especiais porque, ao contrário de muitos elementos comuns, não são formados nos núcleos das estrelas por fusão termonuclear”, disse Nicholas Stone, astrofísico teórico da Universidade de Wisconsin-Madison e membro da equipa de investigação. “Em vez disso, estes elementos pesados ​​só podem ser sintetizados nas condições exóticas que emergem brevemente no interior das estrelas moribundas. A presença do nióbio é um sinal destes estertores de ‘morte’ e da expulsão das entranhas da estrela moribunda para o espaço.”

Assim que a estrela ejectou este material quimicamente enriquecido, a equipa teoriza que parte dele se fundiu num planeta gigante gasoso. O restante do material ejetado se dispersou há muito tempo, mas o planeta permanece.

“Quando Jamie me perguntou sobre o nióbio em relação a este estudo, fiquei verdadeiramente pasmo, pois esse elemento não tinha sido relatado em nenhuma outra anã branca analisada até à data. Quando percebemos que ele estava lá, tudo se encaixou,” disse o astrónomo e co-autor do estudo Boris Gaensicke, também da Universidade de Warwick.

A equipe de pesquisa confirmou as observações do Hubble com dados da nave aposentada da NASA. FUSÍVEL (Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer), que também mostrou fortes assinaturas de nióbio no sistema HS 0209+0832.

da NASA TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) também observou a anã branca durante quatro meses, o que lhe permitiu detectar variações periódicas de brilho que indicam que um planeta orbita a uma distância de cerca de 3,7 milhões de milhas (6 milhões de quilómetros), muito mais perto do que Mercúrio orbita o Sol.

A equipa de investigação estima que o planeta candidato seja um gigante gasoso do tamanho de Júpiter que está a perder atmosfera rapidamente. Como a estrela anã branca é relativamente nova, ainda é muito quente e provavelmente está a explodir este planeta com energia que está a destruir o seu material exterior. Isto poderia resultar no planeta ter uma cauda de material semelhante a um cometa que formaria um disco em torno da estrela anã branca e cairia de volta à sua superfície, levando o Hubble a detectar o nióbio ao estudar a estrela. Apesar desta perda de massa, Williams disse que o planeta provavelmente não é um ponto temporário no radar cósmico.

“Se o planeta de segunda geração estiver lá, penso que é provável que sobreviva. Eventualmente, a anã branca irá arrefecer e depois manterá uma temperatura consistente, com o planeta na sua zona habitável estável durante milhões de anos”, disse Williams.

Williams acrescentou que ainda há muito trabalho a fazer para compreender estes tipos de sistemas – como se formam os planetas de segunda geração, quão comuns ou raros são e como evoluem em órbita em torno de uma estrela “morta”. Ele usará o Hubble para explorar estas questões durante os próximos anos, na esperança de construir dados e estatísticas substanciais sobre estes novos tipos de corpos celestes.

“Penso que esta investigação é um exemplo importante do facto de que a descoberta científica não é um caminho reto”, disse Gaensicke. “Muitas vezes é necessário aquele momento mágico em que as pessoas discutem grandes questões em suas mentes e percebem que juntas podem encontrar respostas inesperadas.”

O Telescópio Espacial Hubble está em operação há mais de três décadas e continua a fazer descobertas inovadoras que moldam a nossa compreensão fundamental do universo. O Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA (Agência Espacial Europeia). O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, gerencia o telescópio e as operações da missão. A Lockheed Martin Space também apoia operações missionárias em Goddard. O Space Telescope Science Institute em Baltimore, que é operado pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia, conduz operações científicas do Hubble para a NASA.