Sinal de raios X aponta para um planeta destruído

Depois de rastrear um intrigante sinal de raios X de uma estrela moribunda por décadas, astrônomos podem finalmente ter explicado sua origem: a estrela velha pode ter destruído um planeta próximo.

Crédito: Raio X: NASA/CXC/SAO/Univ Mexico/S. Estrada-Dorado et al.; Ultravioleta: NASA/JPL; Óptico: NASA/ESA/STScI (M. Meixner)/NRAO (Reitor TA); Infravermelho: ESO/VISTA/J. Emerson; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/K. Arcand; 

Datando de 1980, missões de raios X captaram uma leitura incomum do centro da Nebulosa Helix. Usando as missões de raios X mais poderosas da atualidade, o Observatório de raios X Chandra da NASA e o XMM-Newton da ESA (Agência Espacial Europeia), eles agora têm uma imagem muito mais clara desse enigma de décadas. A Nebulosa Hélice é uma nebulosa planetária, que é o estágio final de uma estrela que ejetou suas camadas externas de gás e deixou para trás uma brasa menor e mais fraca de uma estrela conhecida como anã branca.

Nas décadas anteriores, o Observatório de raios X de Einstein e os telescópios ROSAT detectaram raios X altamente energéticos vindos da anã branca no centro da Nebulosa Helix chamada WD 2226-210, localizada a apenas 650 anos-luz da Terra. Anãs brancas como WD 2226-210 normalmente não emitem raios X fortes.

Um novo estudo com dados do Chandra e do XMM-Newton pode finalmente ter resolvido a questão do que está causando esses raios X do WD 2226-210.

Esta impressão artística mostra um planeta (à esquerda) que se aproximou demasiado de uma anã branca (à direita) e está a ser destruído pelas forças de maré da estrela. A anã branca está no centro de uma nebulosa planetária representada pelo gás azul no plano de fundo. O planeta faz parte de um sistema planetário, que inclui um planeta no canto superior esquerdo e outro no canto inferior direito. O planeta dizimado pode ter estado inicialmente a uma distância considerável da anã branca, mas depois migrou para o interior, interagindo com a gravidade dos outros planetas do sistema. Crédito: CXC/SAO/M. Weiss

“Achamos que esse sinal de raio-X pode ser de detritos planetários puxados para a anã branca, como o toque de finados de um planeta que foi destruído pela anã branca na Nebulosa Helix”, disse o autor principal Sandino Estrada-Dorado da Universidade Nacional Autônoma do México. “Podemos finalmente ter encontrado a causa de um mistério que dura mais de 40 anos.”

Anteriormente, cientistas determinaram que um planeta do tamanho de Netuno está em uma órbita muito próxima da anã branca — completando uma revolução em menos de 3 dias. Os pesquisadores neste último estudo concluíram que poderia ter havido um planeta como Júpiter ainda mais próximo da estrela.

O planeta sitiado poderia ter estado inicialmente a uma distância considerável da anã branca, mas então migrou para dentro ao interagir com a gravidade de outros planetas no sistema. Uma vez que se aproximou o suficiente da anã branca, a gravidade da estrela teria parcialmente ou completamente despedaçado o planeta.

“O sinal misterioso que temos visto pode ser causado pelos detritos do planeta despedaçado caindo na superfície da anã branca e sendo aquecidos para brilhar em raios X”, disse o coautor Martin Guerrero do Instituto de Astrofísica da Andaluzia, na Espanha. “Se confirmado, este seria o primeiro caso de um planeta visto sendo destruído pela estrela central em uma nebulosa planetária.”

O estudo mostra que o sinal de raios X da anã branca permaneceu aproximadamente constante em brilho entre 1992, 1999 e 2002 (com observações do ROSAT, Chandra e XMM, respectivamente). Os dados, no entanto, sugerem que pode haver uma mudança sutil e regular no sinal de raios X a cada 2,9 horas, fornecendo evidências dos restos de um planeta excepcionalmente próximo da anã branca.

Os autores também consideraram se uma estrela com massa baixa poderia ter sido destruída, em vez de um planeta. Essas estrelas têm aproximadamente o mesmo tamanho de um planeta como Júpiter, mas são mais massivas, o que as torna muito menos propensas a terem sido despedaçadas pela anã branca.

WD 2226-210 tem algumas similaridades no comportamento de raios X com outras duas anãs brancas que não estão dentro de nebulosas planetárias. Uma delas possivelmente está puxando material para longe de um planeta companheiro, mas de uma forma mais calma, sem que o planeta seja rapidamente destruído. A outra anã branca provavelmente está arrastando material dos vestígios de um planeta para sua superfície. Essas três anãs brancas podem constituir uma nova classe de objeto variável ou mutável.

“É importante encontrar mais desses sistemas porque eles podem nos ensinar sobre a sobrevivência ou destruição de planetas ao redor de estrelas como o Sol à medida que envelhecem”, disse o coautor Jesús Toala, da Universidade Nacional Autônoma do México.

O artigo científico que descreve estes resultados foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e está disponível online.

Chandra.cfa.harvard.edu