Estrelas envelhecidas podem estar a destruir os seus planetas mais próximos

De acordo com um novo estudo realizado por astrónomos da UCL (University College London) e da Universidade de Warwick, as estrelas velhas parecem estar a destruir os planetas gigantes que orbitam mais perto delas.

Esta impressão artística mostra uma estrela moribunda semelhante ao Sol a engolir um exoplaneta. Uma nova investigação publicada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society sugere que as estrelas envelhecidas podem estar a destruir os planetas gigantes que orbitam mais perto delas. Crédito: Observatório Internacional Gemini/NOIRLab/NSF/AURA/M. Garlick/M. Zamani

Quando uma estrela como o Sol fica sem hidrogénio, arrefece e expande-se até se tornar uma gigante vermelha. No caso do Sol, isto acontecerá dentro de cerca de cinco mil milhões de anos e os cientistas pensam que esta expansão causará a destruição de Mercúrio, de Vénus e talvez da Terra, mas faltam evidências de como ou se isto acontecerá definitivamente.

Num novo estudo publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, os investigadores analisaram cerca de meio milhão de estrelas que tinham acabado de entrar nesta fase "pós-sequência principal" das suas vidas.

A equipa identificou 130 planetas e candidatos a planeta (ou seja, que ainda precisam de ser confirmados), incluindo 33 que eram previamente desconhecidos, a orbitar em torno destas estrelas.

Descobriram que esses planetas eram menos prováveis de ocorrer em torno de estrelas que se tinham expandido e arrefecido o suficiente para serem classificadas como gigantes vermelhas (ou seja, que estavam mais avançadas na sua evolução pós-sequência principal), o que sugere que muitos desses planetas podem já ter sido destruídos.

O Dr. Edward Bryant, autor principal e bolseiro da Universidade de Warwick, que realizou a maior parte deste trabalho enquanto esteve no MSSL (Mullard Space Science Laboratory) da UCL, afirmou: "Esta é uma forte evidência de que, à medida que as estrelas evoluem para lá da sua sequência principal, podem rapidamente fazer com que os planetas entrem em espiral e sejam destruídos. Isto tem sido objeto de debate e de teoria há já algum tempo, mas agora podemos ver o seu impacto direto e medi-lo ao nível de uma grande população de estrelas.

"Já esperávamos ver este efeito, mas mesmo assim ficámos surpreendidos com a eficácia com que estas estrelas parecem engolir os seus planetas próximos.

"Pensamos que a destruição ocorre devido ao 'jogo da corda' gravitacional entre o planeta e a estrela, a chamada força de maré. À medida que a estrela evolui e se expande, esta interação torna-se mais forte. Tal como a Lua puxa os oceanos da Terra para criar marés, o planeta puxa a estrela. Estas interações abrandam o planeta e fazem com que a sua órbita diminua, fazendo-o espiralar para o interior até se fragmentar ou cair na estrela".

O coautor Dr. Vincent Van Eylen, do MSSL da UCL, afirmou: "Dentro de alguns milhares de milhões de anos, o nosso Sol aumentará de tamanho e tornar-se-á uma gigante vermelha. Quando isso acontecer, será que os planetas do Sistema Solar sobreviverão? Estamos a descobrir que, em alguns casos, os planetas não sobrevivem.

"A Terra está certamente mais segura do que os planetas gigantes do nosso estudo, que estão muito mais próximos da sua estrela. Mas nós só analisámos a parte inicial da fase pós-sequência principal, os primeiros um ou dois milhões de anos - as estrelas têm muito mais evolução pela frente.

"Ao contrário dos planetas gigantes desaparecidos no nosso estudo, a própria Terra pode sobreviver à fase de gigante vermelha do Sol. Mas a vida na Terra provavelmente não sobreviveria".

Para o seu estudo, os investigadores utilizaram dados do TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) da NASA. Utilizaram um algoritmo informático para procurar as repetidas quedas de brilho que indicam que um planeta em órbita está a passar em frente da estrela, concentrando-se em planetas gigantes com períodos orbitais curtos (isto é, que não demoraram mais de 12 dias a orbitar a sua estrela).

A equipe começou com mais de 15.000 sinais possíveis e aplicou testes rigorosos para excluir sinais falsos, acabando por reduzir este número para 130 planetas e candidatos a planeta. Destes, 48 já eram conhecidos, 49 já tinham sido identificados como candidatos a planeta (ainda precisam de ser confirmados) e 33 eram novos candidatos detetados pela primeira vez.

A equipe descobriu que quanto mais avançada era a evolução de uma estrela, menor era a probabilidade de albergar um planeta gigante próximo. A taxa global de ocorrência de tais planetas foi medida em apenas 0,28%, com as estrelas mais jovens de pós-sequência principal a apresentarem uma taxa mais elevada (0,35%), semelhante à das estrelas da sequência principal, e as estrelas mais evoluídas, que arrefeceram e incharam o suficiente para serem classificadas como gigantes vermelhas, a descerem para 0,11% (para esta análise, os investigadores excluíram os 12 planetas mais pequenos dos 130 identificados).

A partir dos dados do TESS, os investigadores podem estimar o tamanho (raio) destes possíveis planetas. Para os confirmar como planetas e não como candidatos a planetas, os astrónomos têm de excluir a possibilidade de estes corpos serem estrelas de baixa massa ou anãs castanhas ("estrelas falhadas" cuja pressão no núcleo não é suficientemente elevada para iniciar a fusão nuclear), calculando a sua massa.

Isto pode ser feito medindo com precisão os movimentos das suas estrelas hospedeiras e inferindo a força gravitacional dos planetas (e, portanto, a sua massa) a partir de oscilações nestes movimentos.

O Dr. Bryant acrescentou: "Quando tivermos as massas destes planetas, isso ajudar-nos-á a compreender exatamente o que faz com que estes planetas entrem em espiral e sejam destruídos".

Embora este estudo tenha concluído que a taxa de ocorrência de planetas gigantes diminui com a idade da estrela, há muito a aprender com o pequeno número de planetas que ainda se encontram em órbita próxima de uma estrela gigante vermelha. No entanto, são necessários mais dados para perceber porque é que alguns, mas não todos os planetas, são vítimas do envelhecimento das estrelas.

Astronomia OnLine