Créditos: R. Hurt & K. Miller (Caltech/IPAC)
Uma estrela próxima do fim de sua vida inchou e absorveu um planeta do tamanho de Júpiter. Em cerca de 5 bilhões de anos, nosso Sol passará por uma transição de fim de vida semelhante.
Um novo estudo publicado online na quarta-feira, 3 de maio, na revista Nature, documenta a primeira observação de uma estrela envelhecida engolindo um planeta. Depois de ficar sem combustível em seu núcleo, a estrela começou a crescer em tamanho, diminuindo a distância com seu planeta vizinho, acabando por consumi-la inteiramente. Em cerca de 5 bilhões de anos, nosso Sol passará por um processo de envelhecimento semelhante, possivelmente atingindo 100 vezes seu diâmetro atual e se tornando o que é conhecido como gigante vermelho. Durante esse surto de crescimento, ele absorverá Mercúrio, Vênus e possivelmente a Terra.
Os astrônomos identificaram muitas estrelas gigantes vermelhas e suspeitaram que, em alguns casos, consumissem planetas próximos, mas o fenômeno nunca havia sido observado diretamente antes. “Esse tipo de evento foi previsto por décadas, mas até agora nunca observamos como esse processo se desenrola”, disse Kishalay De, astrônomo do Instituto de Tecnologia de Massachusetts em Cambridge e principal autor do estudo.
Os pesquisadores descobriram o evento – formalmente chamado de ZTF SLRN-2020 – usando vários observatórios terrestres e a espaçonave NEOWISE (Near-Earth Object Wide Field Infrared Survey Explorer) da NASA, que é gerenciada pelo Laboratório de Propulsão a Jato da agência. O planeta provavelmente era do tamanho de Júpiter, com uma órbita ainda mais próxima de sua estrela do que a de Mercúrio é do nosso Sol. A estrela está no início da fase final de sua vida – sua fase de gigante vermelha, que pode durar mais de 100 mil anos.
À medida que a estrela se expandia, sua atmosfera externa acabou envolvendo o planeta. O arrasto da atmosfera desacelerou o planeta, encolhendo sua órbita e, eventualmente, enviando-o para baixo da superfície visível da estrela, como um meteoro queimando na atmosfera da Terra. A transferência de energia fez com que a estrela aumentasse temporariamente de tamanho e se tornasse algumas centenas de vezes mais brilhante. Observações recentes mostram que a estrela voltou ao tamanho e brilho que tinha antes de se fundir com o planeta.
Créditos: R. Hurt & K. Miller (Caltech/IPAC)
Missão do Mapa Celeste
O flash de luz óptica (visível ao olho humano) após a morte do planeta apareceu em observações do Zwicky Transient Facility (ZTF), liderado pela Caltech, um instrumento baseado no Observatório Palomar, no sul da Califórnia, que procura eventos cósmicos que mudam de brilho. rapidamente, às vezes em questão de horas. De estava usando o ZTF para procurar eventos chamados novae – quando uma estrela morta e colapsada (conhecida como anã branca) canibaliza o gás quente de outra estrela próxima. As novas estão sempre cercadas por fluxos de gás quente, mas observações de acompanhamento do flash por outros telescópios terrestres mostraram gás e poeira muito mais frios ao redor da estrela, o que significa que não se parecia com uma nova ou qualquer outra coisa que De já tivesse visto.
Então ele se voltou para o observatório NEOWISE, que escaneia todo o céu em luz infravermelha (uma faixa de comprimentos de onda maior que a luz visível) a cada seis meses. Lançado em 2009 e originalmente chamado de WISE, o observatório produz mapas de todo o céu que permitem aos astrônomos ver como os objetos mudam ao longo do tempo.
Olhando para os dados do NEOWISE, De viu que a estrela brilhou quase um ano antes de a ZTF detectar o flash. Esse brilho era evidência de poeira (que emite luz infravermelha) se formando ao redor da estrela. De e seus colegas acham que a poeira indica que o planeta não caiu sem luta e que puxou o gás quente da superfície da estrela inchada enquanto espiralava em direção ao seu destino. À medida que o gás se afastava para o espaço, ele esfriava e se tornava pó – como o vapor d’água virando neve. Ainda mais gás foi lançado ao espaço durante a colisão da estrela com o planeta, produzindo mais poeira visível tanto para os observatórios infravermelhos terrestres quanto para o NEOWISE.
“Muito poucas coisas no universo brilham na luz infravermelha e depois brilham na luz óptica em momentos diferentes”, disse De. “Portanto, o fato de NEOWISE ter visto a estrela brilhar um ano antes da erupção óptica foi fundamental para descobrir o que era esse evento.”
Daqui a cinco bilhões de anos, quando se espera que nosso Sol se torne um gigante vermelho, engolindo Mercúrio, Vênus e possivelmente a Terra, o show de luzes deve ser muito mais moderado, de acordo com De, já que esses planetas são muitas vezes menores que Júpiter. planeta de tamanho pequeno no evento capturado pela ZTF.
“Se eu fosse um observador olhando para o sistema solar daqui a 5 bilhões de anos, poderia ver o Sol brilhar um pouco, mas nada tão dramático quanto isso, embora seja exatamente a mesma física em ação”, disse ele.
A maioria das estrelas de tamanho médio acabará se tornando gigantes vermelhas, e os teóricos pensam que um punhado delas consome planetas próximos a cada ano em nossa galáxia. As novas observações fornecem aos astrônomos um modelo de como esses eventos devem ser, abrindo a possibilidade de encontrar mais.
“Esta descoberta mostra que vale a pena fazer observações de todo o céu e arquivá-las, porque ainda não conhecemos todos os eventos interessantes que podemos capturar”, disse Joe Masiero, vice-investigador principal do NEOWISE no IPAC da Caltech. “Com o arquivo NEOWISE, podemos olhar para trás no tempo. Podemos encontrar tesouros escondidos ou aprender algo sobre um objeto que nenhum outro observatório pode nos dizer.”
Mais sobre a missão
Lançada em 2009, a missão WISE escaneou o céu inteiro duas vezes em luz infravermelha, tirando fotos de três quartos de um bilhão de objetos, incluindo galáxias remotas, estrelas e asteróides. A missão WISE foi concluída em 2011, mas dois anos depois a NASA reaproveitou a espaçonave para rastrear asteróides e outros objetos próximos da Terra, ou NEOs. Tanto a missão quanto a espaçonave foram renomeadas como NEOWISE.
O JPL gerenciou e operou o WISE para a Divisão de Astrofísica da NASA dentro do Science Mission Directorate. Edward Wright, da UCLA, foi o investigador principal. A missão foi selecionada competitivamente no Programa Explorers da NASA, administrado pelo Goddard Space Flight Center da agência em Greenbelt, Maryland.
O JPL gerencia e opera a missão NEOWISE para o Escritório de Coordenação de Defesa Planetária da NASA dentro do Science Mission Directorate em Washington. A investigadora principal, Amy Mainzer, está na Universidade do Arizona. O Laboratório de Dinâmica Espacial em Logan, Utah, construiu o instrumento científico. A Ball Aerospace & Technologies Corp. de Boulder, Colorado, construiu a espaçonave. O processamento de dados científicos ocorre no IPAC no Caltech em Pasadena. A Caltech gerencia o JPL para a NASA.
Publicado em 04/05/2023 13h43
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