Cientistas observam o “futuro da terra” a 12.000 anos-luz de distância

Uma equipe de cientistas testemunhou um incidente astronômico visto pela primeira vez na história:

Uma estrela gigante vermelha devorando um planeta, segundo suas declarações, eles testemunharam o “futuro da Terra”

Embora esse fenômeno tenha sido teorizado há muito tempo, finalmente vê-lo em ação ajudará os astrônomos a descobrir o que acontece com um sistema planetário quando a estrela entra em seus dramáticos estertores de morte, aumentando centenas de vezes seu tamanho original e engolindo tudo, em seu caminho, antes de ejetar seu material externo e colapsar em um remanescente estelar brilhante.

Observações anteriores capturaram os estágios imediatamente antes e logo após um desses engolfamentos planetários, mas esta é a primeira vez que o ato foi visto, a apenas 12.000 anos-luz da Terra.

Lá, uma estrela aumentou rapidamente de brilho por um fator de 100 antes de desaparecer rapidamente, brilhando com um excesso de luz infravermelha brilhante e de longa duração.

Isso concorda com os modelos que descrevem o que acontecerá no final da vida do Sol e fornece informações que os cientistas podem usar para construir previsões mais detalhadas do fim dos dias para nosso cantinho da Via Láctea.

O “futuro da Terra”

Kishalay De, astrofísico do Instituto Kavli de Astrofísica e Pesquisa Espacial do MIT, disse em um comunicado:

“Estamos olhando para o futuro da Terra. Se alguma outra civilização nos observasse a 10.000 anos-luz de distância enquanto o Sol engole a Terra, eles veriam o Sol brilhar repentinamente ao ejetar algum material, depois formar poeira ao seu redor, antes de voltar ao que era.”

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A morte de uma estrela como o Sol é um processo bastante selvagem. Observações de outras estrelas da Via Láctea em vários estágios de suas vidas nos mostraram como ela se desenvolve.

À medida que a estrela fica sem combustível de hidrogênio para queimar em seu núcleo, o delicado equilíbrio entre a pressão externa da fusão e a pressão interna da gravidade começa a se desfazer.

O núcleo começa a se contrair, extraindo mais hidrogênio das camadas externas da estrela em direção ao centro, concentrando-se em um envelope ao redor do núcleo. Devido ao calor e à pressão, essa camada de hidrogênio começa a coalescer, gerando calor adicional que infla as camadas externas da estrela a centenas de vezes seu tamanho original.

Mas as camadas externas, mais escuras do que antes, esfriam em direção ao extremo mais vermelho do espectro. Isso é conhecido como gigante vermelha.

A estrela engolirá qualquer coisa no caminho desse material externo em expansão. Aqui no Sistema Solar, espera-se que esse processo ocorra em alguns bilhões de anos, e prevê-se que o Sol se expanda para a órbita de Marte, engolindo Mercúrio, Vênus e a Terra ao longo do caminho.

Kishalay De. e seus colegas não partiram para encontrar uma estrela moribunda que comeria seus planetas. Kishalay De. estava examinando dados coletados pelo Zwicky Transient Facility, que estuda o céu em comprimentos de onda ópticos e infravermelhos, procurando por estrelas binárias em órbitas tão próximas que uma absorve material da outra, um processo que gera explosões de luz.

O que eles encontraram foi algo completamente diferente.

Kishalay De. explica:

“Certa noite, observei uma estrela que se multiplicou 100 vezes ao longo de uma semana, do nada. Não se parecia com nenhuma explosão estelar que eu já vi.”

Eles encontraram mais “estranhezas” na estrela

Um exame mais detalhado da composição química do objeto, conduzido usando dados do Keck Optical and Infrared Observatory, revelou mais estranhezas. A estrela mostrou sinais de elementos, como óxido de titânio e óxido de vanádio, mais consistentes com um ambiente frio, não o hidrogênio quente e o hélio que se esperaria de estrelas que trocam plasma.

Outras observações com o observatório infravermelho de Palomar confirmaram isso. O que quer que estivesse acontecendo com a explosão, apelidada de ZTF SLRN-2020, não era uma estrela binária, o que significava que a explosão tinha que ser outra coisa.

Uma olhada na literatura científica mostrou que a maneira como a luz floresceu, morreu e permaneceu como material frio brilhando no infravermelho era consistente com um tipo de explosão conhecida como nova vermelha, resultado da colisão de uma estrela binária.

Mas a energia produzida foi muito, muito menor do que se esperaria de uma nova vermelha; cerca de um milésimo da energia, na verdade. E essa foi a peça final do quebra-cabeça.

Kishalay De. disse:

“Isso significa que o que foi fundido com a estrela deve ser 1.000 vezes menor do que qualquer outra estrela que vimos. E é uma feliz coincidência que a massa de Júpiter seja cerca de 1/1.000 da massa do Sol. Foi quando percebemos: era um planeta colidindo com sua estrela”.

Planeta engolido

Segundo a análise da equipe, o planeta teria uma massa máxima de cerca de 10 vezes a massa de Júpiter, sendo engolfado e caindo em direção ao núcleo de uma gigante vermelha em expansão.

À medida que a estrela engoliu o planeta, seu envelope externo em expansão continuou a esfriar, formando uma nuvem de poeira ao redor da estrela que forneceu a assinatura infravermelha de longo prazo observada pelo Observatório Palomar.

Segundo os pesquisadores, isso constitui um “elo perdido” em nossa compreensão da evolução dos sistemas planetários.

Eles chamaram esse tipo de fenômeno de “novas vermelhas subluminosas” e acreditam que o ZTF SLRN-2020 pode nos ajudar a entender o efeito que o engolfamento planetário pode ter no brilho, na composição química e na velocidade de rotação das estrelas em fase avançada.

Eles estimam que as novas vermelhas subluminosas ocorrem entre 0,1 e várias vezes por ano. Agora que sabemos como eles podem ser, podemos encontrar muitos mais.

Dos estados:

“Durante décadas, pudemos ver o antes e o depois. O antes, quando os planetas ainda orbitam muito perto de sua estrela, e o depois, quando um planeta já foi engolido e a estrela é gigantesca. O que faltou foi capturar a estrela em flagrante, quando um planeta sofre esse destino em tempo real. É isso que torna esta descoberta realmente emocionante.”

Os resultados da pesquisa foram publicados na Nature.

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