Uma em cada doze estrelas comeu um planeta

Que as estrelas podem comer planetas é axiomático. Se um planeta pequeno o suficiente chegar muito perto de uma estrela grande o suficiente, o planeta perde. Seu destino está selado.

Uma nova pesquisa examina quantas estrelas comem planetas. A conclusão deles? Uma em cada doze estrelas consumiu pelo menos um planeta.

A evidência vem de estrelas co-natais, que não são necessariamente estrelas binárias. Como essas estrelas se formam a partir da mesma nuvem molecular, elas deveriam ter os mesmos ingredientes. A sua metalicidade deve ser quase idêntica.

Mas para cerca de uma em cada doze estrelas existem diferenças claras.

A nova pesquisa é intitulada “Pelo menos uma em cada dúzia de estrelas mostra evidências de ingestão planetária,”E é publicado na revista Nature. O autor principal é Fan Liu, pesquisador ASTRO 3D na Escola de Física e Astronomia da Monash University, Melbourne, Austrália.

“As composições químicas estelares podem ser alteradas pela ingestão de material planetário e/ou formação planetária, que remove material refratário do disco protoestelar”, escrevem Liu e seus colegas em seu artigo. “Estas ‘assinaturas planetárias’ aparecem como correlações entre as diferenças de abundância elementar e a temperatura de condensação da poeira.”

Os autores explicam que essas assinaturas são elusivas. A chave para encontrá-los é localizar estrelas co-natais, estrelas que nasceram juntas e ainda se movem juntas pelo espaço.

“Observamos estrelas gêmeas viajando juntas. Eles nascem das mesmas nuvens moleculares e, portanto, deveriam ser idênticos”, disse o autor principal, Liu.

Os investigadores começaram por utilizar a extrema precisão da sonda Gaia da ESA. Os dados de Gaia permitiram aos pesquisadores identificar 125 pares de estrelas em movimento. Destes, 34 foram considerados demasiado separados, mas ainda assim foram utilizados como grupo de controlo. Os pesquisadores então examinaram espectroscopicamente os 91 pares restantes para determinar sua química. Eles usaram telescópios poderosos para coletar esses dados: o Telescópio Magalhães, o Very Large Telescope e o Telescópio Keck. A grande quantidade de dados precisos gerados por esses osciloscópios permitiu aos pesquisadores detectar diferenças químicas e tornou as descobertas possíveis.

“Graças a esta análise de altíssima precisão, podemos ver diferenças químicas entre os gêmeos”, disse Liu. “Isto fornece evidências muito fortes de que uma das estrelas engoliu planetas ou material planetário e mudou a sua composição.”

Liu salienta que as suas descobertas não incluem estrelas como as gigantes vermelhas que se expandem quando saem da sequência principal e consomem planetas próximos. “Isso é diferente de estudos anteriores, onde estrelas em estágio avançado podem engolir planetas próximos quando a estrela se torna uma bola muito gigante”, disse o Dr.

Esses resultados exigiram alguma análise detalhada. Ao determinar a metalicidade das estrelas co-natais e como o material planetário poderia explicar as diferentes metalicidades, os investigadores tiveram que ter em conta a difusão atómica. A difusão atômica pode transportar diferentes produtos químicos nas estrelas, o que pode alterar a quantidade de diferentes produtos químicos que podem parecer. Estrelas do mesmo aglomerado e estrelas co-natais podem apresentar abundâncias diferentes, embora sejam iguais no geral.

No entanto, a difusão atómica deixa uma impressão digital química diferente, e os investigadores foram capazes de determinar como a difusão atómica afecta a abundância aparente versus como a absorção do material planetário a afecta.

Os resultados mostram que algumas estrelas co-natais têm metalicidade diferente, pelo que algumas delas absorveram material planetário. Mas os investigadores salientam que alguns dos resultados podem não vir do engolfamento planetário. É possível que em alguns destes pares, uma estrela tenha absorvido material do seu disco protoplanetário, o que também alteraria a sua metalicidade.

“É complicado. A ingestão de todo o planeta é o nosso cenário preferido, mas claro, também não podemos descartar que essas estrelas tenham ingerido muito material de um disco protoplanetário”, afirma.

Mostrar que as estrelas podem absorver planetas coloca outra dificuldade na nossa compreensão das estrelas e dos seus sistemas planetários. O engolfamento não acontece muito, de acordo com esses resultados, mas o fato de acontecer é intrigante. Isso leva a perguntas. Como e por que isso acontece? Que situações levam a esse engolfamento? Como isso afeta a população do exoplaneta e poderia afetar de alguma forma a habitabilidade potencial? O engolfamento deixa sua marca na estrela; como isso afeta o sistema planetário?

“Os astrónomos costumavam acreditar que este tipo de eventos não eram possíveis”, disse o co-autor do estudo Yuan-Sen Ting, investigador ASTRO 3D da Universidade Nacional Australiana. “Mas a partir das observações do nosso estudo, podemos ver que, embora a ocorrência não seja alta, é realmente possível. Isto abre uma nova janela para os teóricos da evolução planetária estudarem.”