Analisada única anã branca orbitada por fragmentos planetários

Impressão de artista que mostra um disco de poeira e fragmentos planetários em torno de uma estrela.Crédito: NASA/JPL-Caltech

O estudo, liderado por Paula Izquierdo, aluna de doutoramento do Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC) e da Universidade de La Laguna (ULL), aprofundou a análise desta excecional anã branca, que mostra trânsitos periódicos produzidos por fragmentos de um planetesimal dizimado. As observações usadas para esta investigação foram obtidas com o GTC (Gran Telescopio Canarias) e com o Telescópio Liverpool.

O artigo, publicado recentemente na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, confirma a evolução contínua dos trânsitos produzidos pelos remanescentes de um planetesimal em órbita da anã branca WD 1145+017. Estes "detritos" passam em frente da estrela a cada 4,5 horas, bloqueando uma fração da luz da estrela. A interação contínua e a fragmentação destes detritos provocam grandes mudanças na profundidade e na forma dos trânsitos observados.

WD 1145+017 é uma anã branca, o núcleo remanescente de uma estrela que esgotou o seu combustível nuclear. A maioria das anãs brancas têm massas menores que a do Sol e tamanhos semelhantes à Terra. Muitos estudos indicam que 95% de todas as estrelas no Universo terminarão as suas vidas como anãs brancas, entre elas o nosso próprio Sol.

"O estudo deste sistema dar-nos-á informações sobre o futuro do nosso Sistema Solar," explica Paula Izquierdo, autora principal do artigo. Por esse motivo, WD 1145+017 é especial. É a primeira anã branca para a qual as mudanças no brilho devido a ocultações (parte da luz da estrela é bloqueada pelos fragmentos de um corpo rochoso numa órbita de 4,5 horas) foram detetadas, sofrendo colisões contínuas que vão resultar na sua desintegração.

Embora este sistema tenha sido apenas descoberto em 2015, já atraiu a atenção de um grande número de grupos de investigação. Este estudo mais recente apresenta os primeiros dados espectroscópicos simultâneos, obtidos com o GTC (10,4 metros) e dados fotométricos do Telescópio Liverpool (2 metros), ambos no Observatório Roque de los Muchachos (Garafía, La Palma).

"Quando o sistema está fora de trânsito, assumimos que detetamos 100% do fluxo, porque nada atrapalha a luz emitida pela anã branca," explica a investigadora do IAC/ULL. "Mas quando os detritos planetários em órbita da estrela cruzam a nossa linha de visão," realça, "o que acontece durante um trânsito, a quantidade de luz que recebemos é reduzida. Essa redução é tão grande quanto 50% no trânsito mais profundo que observámos: grandes nuvens de poeira que sopram os fragmentos planetesimais são capazes de ocultar metade da luz da anã branca."

O estudo também confirma que os trânsitos na faixa visível da luz são "cinza". Ou seja, não há relação entre a profundidade dos trânsitos e as suas cores, o que faz com que os trânsitos sejam igualmente profundos nas cinco bandas de onda estudadas. Os autores discutem uma nova hipótese na qual a queda observada na quantidade de luz é devida a uma estrutura oticamente espessa, não a uma estrutura opticamente fina como proposto anteriormente.

"O trânsito mais profundo mostra uma estrutura complexa que pudemos modelar usando a superposição de diferentes nuvens de poeira, como se fosse produzido por seis fragmentos igualmente espaçados vindos dos planetesimais," explica Pablo Rodríguez-Gil, coautor do artigo, investigador do IAC e professor associado da ULL.

Entre os diferentes achados, a equipa observou uma redução na quantidade de absorção produzida pelo ferro durante o trânsito mais profundo detetado: "Parte dessa absorção," afirma o coautor Boris Gänsicke, astrónomo da Universidade de Warwick (Reino Unido), "não tem origem na atmosfera da anã branca, mas num disco de gás que também orbita em seu redor, de modo que demonstrámos que o disco de fragmentos e de gás devem estar espacialmente relacionados."

Finalmente, usaram a distância de WD 1145+017, obtida pela missão Gaia da ESA, para derivar a massa, raio, temperatura e idade do sistema.

Fonte: Astronomia OnLine