Planetas podem existir ao redor de pulsares — mas isso pode ser muito raro

 Simulação de uma possível configuração de campo magnético para um pulsar (Imagem: Reprodução/Goddard Space Flight Center da NASA)

Planetas na órbita de pulsares é algo extremamente raro, concluiu um estudo que analisou 800 estrelas de nêutrons variáveis. Isso significa que o sistema PSR B1257+1, descoberto em 1992 com três exoplanetas em órbita de um pulsar, é um caso especial. Mas pode ser que esse não seja o ponto final da história.

Apelidado de Lich, o pulsar do sistema PSR B1257+12 fica a cerca de 2.300 anos-luz da Terra e seu raio é aproximadamente 0,00002 o raio do Sol — ou seja, o objeto tem apenas 15 km, assim como outras estrelas de nêutrons. 

O Lich é um pulsar de milissegundo, ou seja, seu brilho varia em intervalos extremamente precisos e previsíveis que duram milésimos de segundos. Quando os astrônomos o observaram, viram anomalias no período da pulsação, que denunciou a presença de pequenos objetos ao seu redor.

Pulsares são um tipo de estrela de nêutrons; portanto, são os “restos mortais” de uma estrela muito massiva que explodiu em supernova. No entanto, são extremamente importantes para a astronomia, pois os cientistas obtêm muitas informações sobre o universo por meio deles. 

Mas, se pulsares já foram estrelas, fica a pergunta: será que existem planetas ao redor deles? Bem, o sistema Lich está aí para provar que sim! Contudo, os astrônomos não têm muita certeza se podem haver outros sistemas semelhantes a este. 

Por isso, uma equipe de cientistas decidiu analisar o movimento de 800 pulsares conhecidos e já observados por instrumentos astronômicos. Os dados fazem parte de um programa chamado Banco Jodrell, que informa o tempo de variação dos pulsares. 

Como resultado, a pesquisa mostrou ser improvável para dois terços desses pulsares hospedar quaisquer exoplanetas acima de 2 e até 8 massas terrestres. Para mundos de 10 vezes a massa da Terra, é improvável para qualquer um dos pulsares. 

Menos de 0,5% dos 800 pulsares podem hospedar planetas rochosos de até 4 massas terrestres — aliás, essas são as estimativas de massa para o maior dos exoplanetas do sistema Lich; isso significa que o pulsar em PSR B1257+12 faria parte dessa pequena porcentagem. 

Por outro lado, o menor planeta no sistema Lich (cerca de 0,02 massas terrestres) seria indetectável em 95% da amostra de 800 pulsares estudados. Mas a equipe não sabe se pequenos planetas como esse poderiam existir isoladamente, sem fazer parte de um sistema onde hajam mundos maiores. 

Além disso, 15 dos pulsares na amostra apresentaram algumas irregularidades de luz, que podem indicar a presença de um planeta — mas também podem ser apenas o resultado de uma magnetosfera extrema. Como todas as estrelas de nêutrons, pulsares possuem campo magnético extremo, capaz de causar periodicidades irregulares. 

Apenas um único pulsar entre os 800 analisados foi considerado um provável candidato a hospedar planetas. "Acreditamos que o candidato mais plausível para companheiros planetários em nossa amostra é o PSR J2007+3120", disseram os autores. 

Como pulsares podem hospedar planetas? 

Existem alguns mecanismos que poderiam dar origem a planetas em torno de pulsares. Mas pulsares são o que resta após a morte de uma estrela, e é muito improvável que qualquer mundo sobreviva a uma explosão de supernova. Ou seja, a possibilidade mais interessante é a de um exoplaneta se formar após a explosão. 

Um dos cenários viáveis é de um planeta se formando em torno de um par binário de estrelas e, depois, capturado pelo pulsar após uma colisão entre as duas estrelas hospedeiras. O planeta também poderia sobreviver à evolução do sistema binário inicial em direção a um sistema de estrelas de nêutrons. 

Nesse caso, o sistema resultante seria composto por um pulsar normal com companheiros planetários em órbitas bastante eclípticas. O problema é que seria necessário um ambiente muito bem ajustado para mundos em sistemas como este sobreviverem. 

O segundo cenário é onde uma supernova expele uma enorme quantidade de material quando explode e, em seguida, atrai gravitacionalmente parte dessa mesma matéria de volta para formar um disco de acreção — ou melhor, um disco protoplanetário. Os planetas se formariam em seguida, como ocorre normalmente ao redor de estrelas como o Sol. 

Um terceiro cenário também é possível: em um sistema de duas estrelas de nêutrons, uma delas pode “sugar” o material da outra, até que reste apenas um núcleo de diamante. Este núcleo seria tão pequeno que poderia ser considerado um planeta, preso na órbita do pulsar que lhe roubou a superfície. 

Essas são apenas três das possibilidades de formação de planetas em torno dos pulsares, mas pode haver outras. Contudo, nenhum deles parece ter condições de hospedar qualquer forma de vida — até porque os pulsares são objetos hostis, com campos magnéticos prejudiciais a qualquer planeta que esteja ao seu redor, e sem a radiação necessária para a vida. 

Pode ser que ainda existam sistemas como o PSR B1257+1, e os astrônomos poderão buscar novamente por eles ao redor de pulsares, com dados mais precisos, quando os próximos telescópios estiverem disponíveis. Até lá, o Lich permanece como um caso impressionante de planetas em lugares altamente improváveis. 

O estudo foi aceito para publicação no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e está disponível no arXiv.org.

Fonte: canaltech