Astrônomos reabrem o mistério de um planeta que não deveria existir

Uma nova pesquisa pode ter revivido o mistério de 8 Ursae Minoris b, um exoplaneta aparentemente condenado que não deveria existir.

Uma ilustração de um exoplaneta sendo engolido por sua estrela natal. O planeta 8 Ursae Minoris b escapou de alguma forma desse destino. [Observatório Internacional de Gêmeos/NOIRLab/NSF/AURA/M. Garlick/M. Zamani]

O planeta que não deveria ser: 8 UMi b

Quando descoberto pela primeira vez, o exoplaneta 8 Ursae Minoris b (8 UMi b; também chamado Halla) intrigou os astrônomos. O planeta deveria ter sido engolido por sua estrela hospedeira quando a estrela se transformou em uma gigante vermelha, mas não havia dúvida de que o planeta estava lá, puxando resolutamente sua estrela enquanto completava cada órbita de 93 dias.

Anteriormente, os pesquisadores explicaram essa impossibilidade sugerindo que 8 UMi já foi uma estrela de massa mais baixa com uma companheira estelar próxima. Quando 8 UMi começou sua expansão em uma gigante vermelha, engoliu sua companheira. O abalo subsequente do interior de 8 UMi mudou seu caminho evolutivo e interrompeu sua expansão, salvando 8 UMi b de um destino ardente.

A chave para testar essa hipótese é determinar a idade de 8 UMi: se a estrela é velha – 9 bilhões de anos ou mais – então o cenário de fusão binária é viável. Se a estrela for jovem, isso tornaria uma fusão bastante improvável - e o mistério de 8 UMi b continuará vivo.

Estimativa de Idade

A posição de 8 UMi sobre isócronas teóricas de várias idades. Esta análise resultou numa idade de 1,9 mil milhões de anos para esta estrela. [Adaptado de Chen et al. 2024]

Uma equipe de detetives estelares liderada por Huiling Chen (Universidade de Pequim) se propôs a determinar a idade de 8 UMi. A equipe usou informações de posição e dados de fotometria da espaçonave Gaia, bem como um espectro de alta resolução da estrela de um telescópio de 1,93 metro no Observatório de Haute-Provence. Essas medições permitiram que a equipe determinasse a temperatura, a gravidade da superfície e a composição química da estrela.

Usando esses dados, a equipe de Chen estimou 8 anos de idade com três métodos diferentes: isócronas estelares (relações teóricas entre brilho e temperatura para estrelas com massas diferentes, mas a mesma idade), cinemática e abundâncias químicas. Os três métodos produziram estimativas de idade na faixa de 1,9 a 3,5 bilhões de anos – muito mais jovens do que os quase 9 bilhões de anos estimados para o cenário de fusão binária.

Estimativas de idade a partir de dois métodos de abundância química. Esses dois métodos produziram estimativas de idade de 3,3 e 3,5 bilhões de anos. Clique para ampliar. [Chen et al. 2024]

Um mistério mais uma vez

A idade recém-calculada para 8 UMi tornaria extremamente improvável que uma fusão com um companheiro binário fosse responsável por salvar 8 UMi b do engolfamento. Como, então, esse planeta existe?

Embora Chen e colaboradores enfatizem que mais trabalho é necessário para resolver o mistério de uma vez por todas, uma das propriedades estelares recém-derivadas pode fornecer uma explicação: a equipe de Chen estimou que 8 UMi de massa eram 1,7 massa solar, o que é cerca de 13% maior do que as estimativas anteriores. Essa massa maior poderia significar que 8 UMi é um pouco mais compacto do que o esperado, e significaria que o período orbital de 8 UMi b corresponde a uma distância orbital um pouco maior – apenas grande o suficiente, talvez, para o planeta sobreviver na borda de sua estrela.

Fonte: aasnova.org