Telescópio Webb fotografa possíveis planetas gigantes em torno de anãs brancas

O Telescópio Espacial James Webb (JWST) obteve imagens diretas do que parecem ser dois exoplanetas gigantes em órbita de estrelas anãs brancas.

Esta descoberta tem implicações importantes para o destino dos planetas gigantes do nosso Sistema Solar, à medida que o Sol evolui para uma gigante vermelha e eventualmente se torna numa anã branca. 

Ilustração de um exoplaneta gasoso e de um disco de detritos em órbita de uma anã branca. Crédito: NASA/JPL-Caltech 

O destino da maioria das estrelas

Embora as brilhantes explosões de supernova chamem a nossa atenção quando entram em cena, a grande maioria das estrelas termina a sua vida mais calmamente, lançando as suas camadas exteriores para o espaço e formando uma nebulosa planetária brilhante que rodeia o núcleo exposto da estrela. O núcleo, agora uma anã branca com aproximadamente a massa do Sol numa esfera do tamanho da Terra, começa extremamente quente e arrefece lentamente ao longo de milhares de milhões de anos.

À medida que as estrelas evoluem de estrelas da sequência principal para gigantes vermelhas e depois para anãs brancas, é evidente que os planetas próximos terão um destino ardente: como gigante vermelha, o Sol inchará até mais de 200 vezes o seu raio atual, engolindo Mercúrio, Vénus e possivelmente a Terra.

Mas a forma exata como a transição afeta os planetas que observam o desenrolar da situação, à distância, ainda não é clara. Para saber mais, os cientistas terão de estudar planetas que sobreviveram à transformação, e observações recentes com o JWST podem ter revelado dois planetas que se enquadram nessa situação.

Investigando anãs brancas poluídas com metais

Até à data, apenas se descobriu um punhado de objetos de massa planetária em torno de anãs brancas, mas pensa-se que existam muitos mais; 25-50% das anãs brancas aparentemente solitárias mostram metais nos seus espetros, o que sugere que estão a recolher material descartado de planetas ou asteroides invisíveis.

Se os planetas gigantes forem comuns em torno destas anãs brancas "poluídas com metais", isso sugeriria que: 1) estes planetas são capazes de sobreviver à fase de gigante vermelha da sua estrela natal; 2) desempenham um papel no envio gravitacional de material em direção à anã branca.

Susan Mullally do STScI (Space Telescope Science Institute) e colaboradores apontaram o Telescópio Webb para quatro anãs brancas que podem albergar planetas. Foi demonstrado que estas anãs brancas contêm metais nas suas atmosferas e são suficientemente jovens ou próximas para que os seus planetas sejam relativamente brilhantes. Mesmo antes de remover cuidadosamente, das imagens, a luz das anãs brancas, a equipe de Mullally detetou o que procurava - um possível planeta gigante em torno de duas das quatro anãs brancas.

As duas anãs brancas e os seus candidatos a planeta. O objeto no canto superior esquerda na linha superior de imagens é uma galáxia. Crédito: Mullally et al., 2024

Potenciais planetas em órbitas distantes

As observações mostram um objeto avermelhado perto de duas das anãs brancas. Se estes objetos são, de facto, planetas e têm a mesma idade que as anãs brancas que os hospedam (5,3 e 1,6 mil milhões de anos), é provável que tenham 1-7 e 1-2 vezes a massa de Júpiter, respetivamente.

Estão atualmente a orbitar a distâncias estimadas de 11,47 e 34,62 UA (unidades astronómicas), que correspondem a distâncias orbitais de 5,3 UA e 9,7 UA quando as suas estrelas hospedeiras se encontravam na sequência principal - semelhantes às distâncias orbitais atuais de Júpiter e Saturno.

Embora os objetos pareçam estar associados às anãs brancas, não é impossível que sejam pequenos objetos do nosso Sistema Solar em primeiro plano, ou galáxias distantes e avermelhadas que vagueiam no fundo. Os autores estimam que a probabilidade das suas deteções serem um falso positivo é de 1 em 3000.

Se as futuras observações do JWST mostrarem que estas anãs brancas e os seus candidatos a companheiros planetários "marcham" pelo céu a par e passo, isso marcará a primeira deteção direta, por imagem, de planetas semelhantes aos gigantes do nosso Sistema Solar em idade, massa e distância orbital.

Mais do que isso, fornecerá evidências de que planetas muito separados sobrevivem à transformação das suas estrelas hospedeiras em gigantes vermelhas, e que os planetas gigantes em torno de anãs brancas são comuns e ajudam as suas hospedeiras a acretar material rico em metais.

Fonte: Astronomia OnLine