Pela primeira vez, astrônomos flagram momentos finais de remanescentes planetários

Ilustração artística de uma anã branca, G29-38, acumulando material planetário de um disco de detritos circunstelares. Imagem: Universidade de Warwick/Mark Garlick

Astrônomos da Universidade de Warwick, no Reino Unido, afirmam ter observado o exato momento em que restos de planetas destruídos impactam a superfície de uma estrela anã branca. Um artigo publicado nesta quarta-feira (9), na revista Nature, descreve os resultados do que pode ser a primeira medição direta do acréscimo de material rochoso em uma anã branca, confirmando décadas de evidências indiretas de adição em mais de mil estrelas até agora. 

Segundo os autores do estudo, o evento observado ocorreu bilhões de anos após a formação do sistema planetário analisado, e foi detectado por meio de raios-X. 

O destino da maioria das estrelas, como o nosso Sol, é se tornar uma anã branca. Mais de 300 mil anãs brancas foram descobertas em nossa galáxia, e acredita-se que muitas estão acumulando os detritos de planetas e outros objetos que já as orbitaram. 

Por décadas, cientistas usaram espectroscopia em comprimentos de onda ópticos e ultravioletas para medir as abundâncias de elementos na superfície das estrelas e descobrir a partir disso a composição do objeto de onde esses elementos vieram. Assim, os astrônomos têm evidências indiretas de que esses objetos estão ativamente se acumulando. As observações espectroscópicas mostram entre 25% e 50% das anãs brancas com elementos pesados como ferro, cálcio e magnésio poluindo suas atmosferas. Até agora, no entanto, eles não tinham visto o material sendo atraído para a estrela. 

“Finalmente, vimos material entrando na atmosfera da estrela”, declarou Tim Cunningham, professor do Departamento de Física da Universidade de Warwick e autor principal do estudo. “É a primeira vez que conseguimos obter uma taxa de acreção que não depende de modelos detalhados da atmosfera da anã branca. O que é bastante notável é que ele concorda extremamente bem com o que foi feito antes”. 

De acordo com Cunningham, anteriormente, as medidas das taxas de acreção que utilizavam espectroscopia dependiam de modelos de anã branca. “Estes são modelos numéricos que calculam a rapidez com que um elemento se afunda da atmosfera para dentro da estrela, e isso lhe diz o quanto está caindo na atmosfera como uma taxa de acreção. Você pode então trabalhar para trás e descobrir o quanto de um elemento estava no corpo original, seja um planeta, lua ou asteroide”. 

Uma anã branca é uma estrela que queimou todo o seu combustível e expeliu suas camadas externas, potencialmente destruindo ou perturbando quaisquer corpos orbitais no processo. 

À medida que o material desses corpos é atraído para dentro da estrela a uma taxa alta o suficiente, ele bate em sua superfície, formando um plasma aquecido por choque. Esse plasma, com uma temperatura entre 100 mil e um milhão de graus kelvin, então, se instala na superfície, e à medida que esfria, emite raios-X que podem ser detectados. 

Astrônomos usaram dados do Observatório de Raios-X Chandra

Raios-X são semelhantes à luz que nossos olhos podem ver, mas têm muito mais energia. Eles são criados por elétrons muito rápidos (as conchas externas dos átomos, que compõem toda a matéria ao nosso redor). Comumente conhecido por seu uso na medicina, os raios-X, na astronomia, são a impressão digital chave do material que chove em objetos exóticos, como buracos negros e estrelas de nêutrons. 

Usando dados do Observatório de Raios-X Chandra, normalmente usado para detectar raios-X de buracos negros e estrelas de nêutrons que estão se acumulando, os astrônomos puderam para analisar a anã branca próxima G29-38. 

Com a melhor resolução angular de Chandra sobre outros telescópios, eles puderam isolar a estrela alvo de outras fontes de raios-X e visualizaram, pela primeira vez, raios-X de uma anã branca isolada. 

“O que é realmente emocionante sobre esse resultado é que estamos trabalhando em um comprimento de onda diferente, raios-X, e isso nos permite sondar um tipo completamente diferente de física”, disse Cunningham. “Essa detecção fornece a primeira evidência direta de que as anãs brancas estão atualmente acumulando os remanescentes de antigos sistemas planetários. Sondar o acréscimo dessa forma fornece uma nova técnica pela qual podemos estudar esses sistemas, oferecendo um vislumbre do provável destino dos milhares de sistemas exoplanetários conhecidos, incluindo nosso próprio sistema solar”.

Fonte: Olhar Digital