Estrela em chamas pode ser motivo de inferno de disco de planeta jovem

O mistério de uma explosão estelar um trilhão de vezes mais poderosa do que a maior das explosões solares pode ter sido resolvido por uma equipe de cientistas que acredita que um enorme planeta jovem está queimando em uma sopa superaquecida de matéria-prima girando em torno dele.

Uma simulação das fases iniciais do processo. Um Júpiter quente é empurrado para muito perto da sua estrela e começa a evaporar-se, libertando as suas camadas exteriores para o disco circundante. O material extra torna o disco muito mais quente do que antes do surto. Quando o planeta perde a maior parte da sua massa, é completamente destruído através do processo de esparguetificação, bem conhecido da destruição de estrelas por buracos negros supermassivos. A morte do planeta termina o surto. Crédito: Sergei Nayakshin/Vardan Elbakyan, Universidade de Leicester 

Liderados pela Universidade de Leicester e financiados pelo Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia do Reino Unido (STFC), os cientistas sugeriram que um planeta cerca de dez vezes maior em tamanho do que Júpiter está passando por uma "evaporação extrema" perto da estrela em crescimento, com o inferno arrancando material do planeta e jogando-o na estrela.

Eles publicaram suas descobertas na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Estatísticas de tais explosões no desenvolvimento de sistemas solares sugerem que cada uma poderia testemunhar até uma dúzia de eventos semelhantes de eliminação de planetas.

Os cientistas concentraram sua atenção na protoestrela FU Ori, localizada a 1.200 anos-luz do nosso sistema solar, que aumentou significativamente em brilho há 85 anos e ainda não diminuiu para a luminosidade normalmente esperada.

Embora os astrônomos acreditem que o aumento na luminosidade do FU Ori se deva a mais material caindo sobre a protoestrela de uma nuvem de gás e poeira chamada disco protoplanetário, detalhes disso permaneceram um mistério.

O autor principal, professor Sergei Nayakshin, da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Leicester, disse: "Esses discos alimentam estrelas em crescimento com mais material, mas também nutrem planetas. Observações anteriores forneceram indícios tentadores de um jovem planeta massivo orbitando esta estrela muito perto. Várias ideias foram apresentadas sobre como o planeta pode ter incentivado tal explosão, mas os detalhes não deram certo. 

Descobrimos um novo processo que você pode chamar de 'inferno de disco' de planetas jovens."

Os pesquisadores liderados por Leicester criaram uma simulação para FU Ori, modelando um planeta gigante gasoso formado longe no disco por instabilidade gravitacional em que um disco maciço se fragmenta para fazer enormes aglomerados mais massivos do que nosso Júpiter, mas muito menos densos.

A simulação mostra como essa semente planetária migra para dentro em direção à sua estrela hospedeira muito rapidamente, atraída por sua atração gravitacional. Ao atingir o equivalente a um décimo da distância entre a Terra e o nosso próprio Sol, o material ao redor da estrela é tão quente que efetivamente inflama as camadas externas da atmosfera do planeta. O planeta então se torna uma enorme fonte de material fresco alimentando a estrela e fazendo com que ela cresça e brilhe mais.

O coautor do estudo, Dr. Vardan Elbakyan, também de Leicester, acrescenta: "Esta foi a primeira estrela que foi observada a sofrer esse tipo de explosão. Agora temos algumas dezenas de exemplos de tais explosões de outras estrelas jovens se formando em nosso canto da Galáxia. 

Embora os eventos FU Ori sejam extremos em comparação com estrelas jovens normais, pela duração e observabilidade de tais eventos, os observadores concluíram que a maioria dos sistemas solares emergentes explode assim uma dúzia de vezes enquanto o disco protoplanetário está ao redor.

O professor Nayakshin acrescenta: "Se nosso modelo estiver correto, isso pode ter implicações profundas para nossa compreensão da formação de estrelas e planetas. Os discos protoplanetários são muitas vezes chamados de berçários de planetas. 

Mas agora descobrimos que esses berçários não são lugares tranquilos que os primeiros pesquisadores do sistema solar imaginavam que fossem, eles são, em vez disso, lugares tremendamente violentos e caóticos onde muitos – talvez até a maioria – planetas jovens são queimados e literalmente comidos por suas estrelas.

"Agora é importante entender se outras estrelas em chamas podem de fato ser explicadas com o mesmo cenário."

Fonte: Universidade de Leicester