Cientistas mostram um assustador vislumbre do futuro fim do Sol.

Um jeito particularmente eficaz de descobrir do que um exoplaneta é feito não é observá-lo diretamente - é esperar que ele seja despedaçado pela gravidade e, em seguida, engolido por sua estrela.

Foi exatamente esse cenário de canibalismo estelar que astrónomos, usando o Observatório W. M. Keck em Mauna Kea, no Havaí, conseguiram flagrar: uma estrela já “morta”, parecida com o Sol, a devorar os restos de um planeta destruído - mais de 3 bilhões de anos depois de a estrela ter se transformado numa anã branca.

A sequência é inesperada e, nas palavras da astrofísica Érika Le Bourdais, da Universidade de Montreal (Canadá) e autora principal do estudo, esse tipo de destruição tardia “desafia o nosso entendimento da evolução de sistemas planetários”.

Uma anã branca (LSPM J0207+3331) e um crime cósmico a 145 anos-luz

A anã branca observada chama-se LSPM J0207+3331 e fica a 145 anos-luz da Terra, na constelação do Triângulo. O que a torna especial não é apenas o ato de “devorar” material planetário, e sim o que essa refeição revelou: os pesquisadores identificaram 13 elementos pesados na fotossfera da estrela.

Esse é o maior número já relatado para uma anã branca rica em hidrogênio, e aponta para restos de um planeta antigo com pelo menos 200 km de diâmetro, com manto rochoso e núcleo metálico - uma estrutura análoga à da Terra.

Por que tantos elementos pesados surpreendem numa anã branca rica em hidrogênio

Encontrar uma lista tão extensa de elementos pesados numa anã branca fria e rica em hidrogênio não era o que a equipa esperava. Como explica Le Bourdais, essas atmosferas tendem a ser mais opacas, e os elementos mais pesados afundam rapidamente na direção do interior estelar. A expectativa, portanto, era detectar apenas alguns poucos elementos.

Em anãs brancas mais quentes e ricas em hélio, a leitura costuma ser mais “fácil”: o hélio é mais transparente, e os elementos demoram muito mais para descer pela atmosfera - da ordem de milhões de anos. Já numa anã branca mais fria dominada por hidrogênio, esse afundamento pode ocorrer em apenas alguns dias.

Esse contraste torna a observação ainda mais valiosa: se os metais somem depressa numa atmosfera rica em hidrogênio, a sua presença em grande quantidade sugere que a anã branca está a receber (ou recebeu muito recentemente) material planetário suficiente para deixar marcas químicas evidentes.

O que a destruição revela sobre a composição de exoplanetas

Há um detalhe irónico aqui: anãs brancas podem revelar a composição de exoplanetas precisamente ao destruí-los. Características como a composição química, a presença de núcleo rochoso/metalizado e a proporção entre camadas internas são, em geral, inacessíveis a observações diretas. Mas, quando um planeta é dilacerado e o material cai sobre a anã branca, os seus constituintes deixam impressões digitais químicas na atmosfera de hidrogênio que antes era relativamente “limpa”.

Com base nessas assinaturas, os cientistas concluíram que o planeta destruído tinha uma fração de massa no núcleo de aproximadamente 55% - isto é, o núcleo respondia por uma parte muito grande da massa total do planeta. Para comparação, Mercúrio tem uma fração de núcleo anormalmente alta, em torno de 70%, enquanto a Terra fica por volta de 32%.

Um ponto adicional é que esse tipo de “autópsia” planetária depende de medições espectroscópicas muito sensíveis: cada elemento absorve luz em padrões específicos, e é essa “lista” de linhas na luz da estrela que permite reconstruir o inventário químico do material recém-acrecionado.

O que isso diz sobre a evolução de sistemas planetários ao longo de bilhões de anos

Além de revelar um planeta por dentro, o estudo sublinha como sistemas planetários podem permanecer dinamicamente ativos por tempos enormes. Como observa John Debes, astrónomo do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial, em Baltimore, e coautor do trabalho, “algo claramente perturbou este sistema muito depois da morte da estrela”.

Os mecanismos exatos ainda não estão fechados. À medida que estrelas envelhecem, morrem e perdem massa, as órbitas de planetas e outros corpos ao redor podem tornar-se instáveis. Outra possibilidade é que o planeta que acabou despedaçado tenha sido empurrado por interações orbitais com outros planetas do mesmo sistema. Essa instabilidade tardia, segundo Debes, “pode apontar para processos dinâmicos de longo prazo que ainda não entendemos completamente”.

Vale lembrar que anãs brancas ricas em hidrogênio são comuns - representam a maioria esmagadora das estrelas semelhantes ao Sol depois de mortas - e incluem algumas das estrelas mais antigas da Via Láctea. Por isso, a abordagem abre uma via para estudar a evolução planetária de longo prazo em sistemas antigos ao redor de estrelas “mortas” parecidas com a nossa.

À procura dos empurrões: planetas do tamanho de Júpiter como suspeitos

Daqui para a frente, a equipa pretende encontrar pistas que indiquem se a destruição planetária foi desencadeada pela influência de planetas do tamanho de Júpiter, capazes de desviar mundos menores para trajetórias fatais. O problema é que esses possíveis “Júpiteres alienígenas” seriam difíceis de detetar: por estarem frios e provavelmente distantes da anã branca, emitem pouca luz e deixam sinais subtis.

Mesmo assim, a presença deles pode ser investigada com dados de arquivo do telescópio espacial Gaia, da Agência Espacial Europeia, já retirado de operação. Somando isso a medições no infravermelho do Telescópio Espacial James Webb, da NASA, esses pontos extras de evidência podem ajudar a identificar o culpado (ou os culpados) deste cenário cósmico que levou 3 bilhões de anos para se desenrolar - e, ao mesmo tempo, revelar como ocorre a evolução de múltiplos planetas em outros sistemas “mortos” espalhados pelo Universo.

Um vislumbre do futuro do Sistema Solar

O achado também oferece uma visão inquietante do que pode acontecer ao Sistema Solar em mais de 5 bilhões de anos, quando o Sol expelir as suas camadas externas e se tornar uma anã branca - um remanescente quente que, com o tempo, arrefece como uma brasa cósmica.

À medida que mais anãs brancas com “metais” forem analisadas, astrónomos poderão testar a formação e evolução de exoplanetas em escala galáctica, esclarecendo como mundos alienígenas - incluindo planetas semelhantes à Terra - se formam, crescem e morrem.

Esta pesquisa foi publicada em O Jornal Astrofísico.