Cientistas usando o reaproveitado telescópio espacial Kepler da NASA, conhecido como missão K2, descobriram fortes evidências de um pequeno objeto rochoso sendo dilacerado à medida que espirala em torno de uma estrela anã branca.
© CfA/Mark A. Garlick (ilustração de objeto rochoso sendo vaporizado por estrela anã branca)
Esta descoberta confirma uma teoria de longa data que afirma que as anãs brancas são capazes de canibalizar possíveis planetas remanescentes dentro do seu Sistema Solar.
"Estamos, pela primeira vez, assistindo à destruição de um “planeta” em miniatura devido à intensa gravidade, vaporizado por luz estelar e devido à chuva de material rochoso para a sua estrela," afirma Andrew Vanderburg, estudante do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics em Cambridge, no estado americano de Massachusetts, autor principal do estudo.
À medida que estrelas como o nosso Sol envelhecem, incham para gigantes vermelhas e, em seguida, perdem gradualmente cerca de metade da sua massa, encolhendo até 1/100 do seu tamanho original, aproximadamente do tamanho da Terra. Este remanescente estelar moribundo e denso tem o nome de anã branca.
O planetesimal devastado, ou objeto cósmico formado a partir de poeira, rocha e outros materiais, tem um tamanho estimado de um grande asteroide e é o primeiro objeto planetário confirmado que transita uma anã branca. Orbita a anã branca WD 1145+017 uma vez a cada 4,5 horas. Este período orbital coloca-o extremamente perto da anã branca, do seu calor abrasador e da sua grande força gravitacional.
Durante a sua primeira campanha de observação entre 30 de maio e 21 de agosto de 2014, a missão K2 treinou o seu olhar numa zona do céu na direção da constelação de Virgem, medindo a minúscula mudança no brilho da anã branca distante. Quando um objeto transita ou passa em frente da estrela, a partir do ponto de vista do telescópio espacial, é registada uma diminuição no brilho estelar. O escurecimento periódico da luz estelar indica a presença de um objeto em órbita da estrela.
Uma equipe de pesquisa liderada por Vanderburg descobriu um padrão invulgar nos dados, mas vagamente familiar. Embora houvesse um mergulho proeminente no brilho a cada 4,5 horas, que bloqueava até 40% da luz da anã branca, o sinal do trânsito do planeta minúsculo não exibia o padrão típico e simétrico em forma de U. Exibia, na verdade, uma inclinação alongada e assimétrica que poderia indicar a presença de uma cauda parecida com a de um cometa. Estas características indicavam um anel de escombros empoeirados ao redor da anã branca, o que poderia ser a assinatura da destruição de um pequeno planeta.
© CfA/A. Vanderburg (diagrama mostrando um modelo da curva de luz)
O diagrama acima mostra um modelo da curva de luz. A linha vermelha indica a forma simétrica de um trânsito de um hipotético planeta do tipo da Terra e a linha azul a forma assimétrica do pequeno planeta que se desintegra e da sua cauda de poeira parecida com a de um cometa. Os pontos negros são as medições de WD 1145+017 registadas pela missão K2.
"O momento crucial da descoberta surgiu na última noite de observações, com a súbita percepção do que estava acontecendo em torno da anã branca. A forma e a mudança de profundidade do trânsito foram assinaturas inegáveis," afirma Vanderburg.
Além dos trânsitos com forma estranha, Vanderburg e a sua equipe descobriram sinais de elementos mais pesados que poluíam a atmosfera de WD 1145+017, como previsto pela teoria.
Devido à intensa gravidade, pensa-se que as anãs brancas têm superfícies quimicamente puras, cobertas apenas por elementos leves como o hélio e hidrogênio. Durante anos, os pesquisadores encontraram evidências de que as atmosferas de algumas anãs brancas estão poluídas com traços de elementos mais pesados como o cálcio, silício, magnésio e ferro. Os cientistas já suspeitavam que a fonte desta poluição era a destruição de um asteroide ou pequeno planeta devido à intensa gravidade.
A análise da composição atmosférica da estrela foi realizada utilizando observações feitas pelo Observatório MMT da Universidade do Arizona.
"Durante a última década temos suspeitado que as anãs brancas estavam alimentando-se de restos de objetos rochosos, e este resultado pode ser a prova cabal que procurávamos," comenta Fergal Mullally, cientista da equipe K2 no SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) e no Ames Research Center da NASA em Moffett Field, Califórnia. "No entanto, ainda há muito mais trabalho a ser feito para descobrir a história deste sistema."
"Esta descoberta destaca o poder e a natureza fortuita do K2. A comunidade científica tem acesso total às observações K2 e está usando estes dados para fazer uma grande variedade de descobertas únicas em toda a gama de fenômenos astrofísicos," afirma Steve Howell, cientista do projeto K2 no Ames.
Esta descoberta foi publicada ontem num artigo da revista Nature.
Fonte: Ames Research Center & Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
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