Uma estrela foi pego de engolir um planeta em um primeiro astronômico

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Uma estrela foi pego de engolir um planeta em um primeiro
astronômico
Impressão de um artista da Terra prestes a ser engolida por um Sol em expansão.
(Fsgregações/Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0)
Pela primeira vez, os astrônomos identificaram a chama da luz como uma estrela moribunda e destrói
um de seus mundos em órbita.
Embora este fenômeno tenha sido teorizado há muito tempo, finalmente observá-lo em ação ajudará os
astrônomos a descobrir o que acontece com um sistema planetário à medida que a estrela entra em
seus dramáticos esquentos mortais, inchando até centenas de vezes seu tamanho original e engolindo
tudo em seu caminho, antes de ejetar seu material externo e desmoronando em um remanescente
estelar quentemente brilhante.
Observações anteriores capturaram os estágios pouco antes e logo após um desses engolimentos
planetários, mas esta é a primeira vez que o ato foi visto, a apenas 12.000 anos-luz da Terra. Lá, uma
estrela aumentou rapidamente em brilho por um fator de 100 antes de desaparecer rapidamente,
brilhando com um excesso de luz infravermelha brilhante e de longa duração.
Isso é consistente com modelos que descrevem o que acontecerá no final da vida do Sol e fornece
informações que os cientistas podem usar para construir previsões mais detalhadas sobre os dias finais
para o nosso canto da Via Láctea.
“Estamos vendo o futuro da Terra”, diz o astrofísico Kishalay De, do Instituto Kavli de Astrofísica e
Pesquisa Espacial do MIT. “Se alguma outra civilização estivesse nos observando a partir de 10.000
anos-luz de distância enquanto o Sol estava engolindo a Terra, eles veriam o Sol de repente brilhar
enquanto ejeta algum material, então forme poeira ao redor dele, antes de se estabelecer no que era.”
A morte de uma estrela como o Sol é um processo bastante selvagem. Observações de outras estrelas
na Via Láctea em vários estágios de suas vidas nos mostraram como isso se desenrola.
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Red_Giant_Earth.jpg
https://www.sciencealert.com/astronomers-charted-the-suns-life-and-this-is-how-the-story-ends
https://www.eurekalert.org/news-releases/987734
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Um planeta orbita sua estrela (à esquerda), que se expande ao longo do tempo, afetando a
órbita do planeta, eventualmente crescendo até que a interação produz mudanças detectáveis
na luz (Observatório Internacional Gemini/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld (tradução)
Como a estrela fica sem combustível de hidrogênio para queimar em seu núcleo, o delicado equilíbrio
entre a pressão externa da fusão e a pressão interna da gravidade começa a se desfazer.
O núcleo começa a se contrair, trazendo mais hidrogênio das camadas externas da estrela em direção
ao centro, concentrando-se em uma concha ao redor do núcleo. Por causa do calor e da pressão, essa
camada de hidrogênio começa a se fundir, gerando calor extra que incha as camadas externas da
estrela até centenas de vezes o tamanho original. Mas as camadas muito externas, mais tênues do que
antes, esfriam em direção à extremidade mais vermelha do espectro. Isto é conhecido como um gigante
vermelho.
A estrela vai engolir qualquer coisa no caminho desse material externo em expansão. Aqui no Sistema
Solar, espera-se que este processo ocorra em alguns bilhões de anos, com o Sol previsto para se
expandir até a órbita de Marte, engolindo Mercúrio, Vênus e Terra no caminho.
De e seus colegas não saíram à procura de uma estrela moribunda que cortou seus planetas. Em vez
disso, De estava vasculhando os dados coletados pela Instalação Transiente de Zwicky, que estuda o
céu em comprimentos de onda ópticos e infravermelhos, procurando estrelas binárias em órbitas tão
próximas que uma delas slurps material do outro, um processo que cria chamas de luz.
O que eles realmente encontraram foi algo completamente diferente.
“Uma noite, notei uma estrela que se iluminou por um fator de 100 ao longo de uma semana, do nada”,
diz De. “Foi diferente de qualquer explosão estelar que eu tinha visto na minha vida.”
Um olhar mais atento usando dados do Observatório Keck óptico e infravermelho para examinar a
composição química do objeto revelou mais estranheza. A estrela mostrou sinais de elementos – como
óxido de titânio e óxido de vanádio – mais consistentes com um ambiente frio, não o hidrogênio quente e
o hélio que você esperaria das estrelas que trocam o plasma.
Outras observações com o Observatório de Palomar infravermelho confirmaram-no. O que quer que
estivesse acontecendo com a explosão, chamada ZTF SLRN-2020, não era uma estrela binária, o que
significava que a explosão tinha que ser outra coisa.
https://noirlab.edu/public/images/noirlab2311b/
https://noirlab.edu/public/images/noirlab2311b/
https://www.sciencealert.com/mars
https://www.sciencealert.com/mercury
https://www.sciencealert.com/venus
https://www.ztf.caltech.edu/
https://www.ztf.caltech.edu/
https://www.eurekalert.org/news-releases/987734
https://www.keckobservatory.org/
https://sites.astro.caltech.edu/palomar/homepage.html
https://sites.astro.caltech.edu/palomar/homepage.html
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Um olhar sobre a literatura científica mostrou que a forma como a luz floresceu, morreu e permaneceu
como material frio infravermelho brilhante foi consistente com um tipo de explosão conhecido como uma
nova vermelha, o resultado de uma colisão de estrelas binárias.
Mas a energia que produziu era muito, muito menor do que você esperaria de uma nova vermelha; cerca
de um milésimo da energia, na verdade. Essa foi a peça final do quebra-cabeça.
“Isso significa que o que se fundiu com a estrela tem que ser 1.000 vezes menor do que qualquer outra
estrela que já vimos”, diz De. E é uma feliz coincidência que a massa de Júpiter tenha cerca de 11.000 a
massa do Sol. Foi quando percebemos: este era um planeta, colidindo com sua estrela.
De acordo com a análise da equipe, o planeta teria uma massa máxima de cerca de 10 vezes a massa
de Júpiter, sendo engolido e caindo em direção ao núcleo de uma gigante vermelha em expansão.
Enquanto a estrela engolia o planeta, seu envelope externo em expansão continuou a esfriar, formando
uma nuvem de poeira ao redor da estrela que deu a assinatura infravermelha de longo prazo observada
pelo Observatório Palomar.
Isso, dizem os pesquisadores, constitui um “elo perdido” em nossa compreensão da evolução dos
sistemas planetários. Eles nomearam esse tipo de evento de "novas vermelhas subluminosas" e
acreditam que o ZTF SLRN-2020 pode nos ajudar a entender o efeito que o engolfamento planetário
pode ter no brilho, composição química e taxa de rotação de estrelas em estágio avançado.
Eles estimam que as novas vermelhas subluminosas ocorrem entre 0,1 e várias vezes por ano. Agora
que sabemos como eles podem parecer, podemos encontrar muitos mais.
“Por décadas, fomos capazes de ver o antes e depois”, diz De. Antes, quando os planetas ainda estão
orbitando muito perto de sua estrela, e depois, quando um planeta já foi engolido, e a estrela é gigante.
O que nos faltava era apanhar a estrela no acto, onde se tem um planeta a passar por este destino em
tempo real. Isso é o que torna essa descoberta realmente emocionante.”
A pesquisa foi publicada na Nature.
https://www.eurekalert.org/news-releases/987734
https://www.sciencealert.com/the-weirdest-facts-about-jupiter
https://www.eurekalert.org/news-releases/987734
https://www.nature.com/articles/s41586-023-05842-x