Astrônomos encontraram evidências partes de asteroides orbitando um par de estrelas; um novo sinal promissor de que mundos rochosos com sóis gêmeos são possíveis, como o mundo fictício Tatooine de Lucas Skywalker.
© UCL/Mark Garlick (ilustração de anã marrom e anã branca orbitando num sistema binário)
Esta descoberta também sugere que os planetas rochosos podem sobreviver às mortes de suas estrelas.
Embora a Terra orbite uma única estrela, quase metade das estrelas parecidas com o Sol estão em sistemas binários, que são formados por um par de estrelas orbitando umas às outras. Na verdade, existem muitos sistemas de três estrelas, e até mesmo alguns que são o lar de até sete estrelas.
Os mundos que orbitam estrelas binárias, como Tatooine de "Star Wars", são conhecidos como planetas circumbinários. Em 2011, pesquisadores descobriram o primeiro mundo alienígena real em torno de duas estrelas, o Kepler-16b: um gigante gasoso orbitando a estrela Kepler-16 a cerca de 200 anos-luz da Terra.
Até agora, todos os planetas circumbinários conhecidos são gigantes gasosos, similares a Júpiter. Os cientistas têm debatido se os planetas circumbinários rochosos como Tatooine são possíveis.
Construir planetas rochosos em torno de dois sóis é um desafio, porque a gravidade de ambas as estrelas pode interferir tremendamente, impedindo a aglutinação de pedaços de rocha e poeira.
Os pesquisadores descobriram restos de asteroides orbitando um sistema binário, o que sugere que planetas rochosos podem existir nesta região. Além disso, estes achados sugerem que sistemas planetários circumbinários com mundos rochosos podem até sobreviver à morte de uma das estrelas.
Os astrônomos examinaram um sistema chamado SDSS 1557 localizado a cerca de 1.000 anos-luz da Terra. Eles inicialmente pensaram que continha apenas uma anã branca, que é o resíduo de uma estrela. O Sol e mais de 90% de todas as estrelas na Via Láctea vão acabar como anãs brancas, que têm massas de 40 a 90 % do Sol, mas com diâmetro próximo da Terra.
Usando o telescópio Gemini Observatory South e o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), ambos localizados no Chile, os pesquisadores analisaram o espectro de luz do sistema SDSS 1557. O comprimento de onda da luz vista de uma estrela pode produzir informações sobre sua química e arredores.
Os pesquisadores detectaram uma luz infravermelha excessiva, sugerindo que o sistema SDSS 1557 possuía um disco de detritos planetários carregados de silício e magnésio a cerca de 1,3 milhão de quilômetros da anã branca. Além disso, eles calcularam que cerca de 110 bilhões de toneladas de poeira têm chovido sobre a anã branca desde a sua descoberta em 2010, igual aos restos de um pedaço de pedra do tamanho de um asteroide, ou planetesimal, pelo menos com 4 km de diâmetro.
"Recentemente, nota-se um planetesimal rochoso que aproximou-se muito da anã branca, sendo despedaçado por sua enorme gravidade, formando um anel de detritos.
Mas então, Steven Parsons, da Universidade de Sheffield, na Inglaterra, notou que a anã branca estava cambaleando regularmente para frente e para trás. Isso imediatamente implicou que não havia apenas uma única anã branca, mas uma anã branca com uma estrela companheira.
A anã branca moveu-se em velocidades de aproximadamente 144.000 km/h. A força da atração gravitacional causando esta oscilação era demais para o companheiro ser um planeta, mas muito pouco para ser uma estrela apropriada.
Em vez disso, os pesquisadores sugerem que o companheiro da anã branca é uma anã marrom com massa igual a cerca de 65 Júpiteres. As anãs marrons estão a meio caminho entre as estrelas e os gigantescos planetas gasosos. Elas são muito pequenas para iniciar a queima de hidrogênio, o processo que alimenta o Sol e a maioria das outras estrelas, mas elas conseguem queimar o deutério, um isótopo do hidrogênio, e assim diferem dos planetas que não produzem energia por si próprios.
No Sistema Solar, o cinturão de asteroides mantém blocos de construção resultantes da formação da Terra e dos outros planetas rochosos. Com a descoberta de detritos de asteroides no sistema SDSS 1557, observa-se assinaturas claras da montagem de planetas rochosos através de grandes asteroides que se formaram, possibilitando entender como os exoplanetas rochosos são feitos em sistemas de estrelas duplas.
Os pesquisadores sugerem que este sistema binário teve um passado turbulento. Eles calcularam que os dois membros do sistema binário estavam significativamente mais distantes uns dos outros do que estão hoje. No entanto, quando a progenitora da anã branca terminou de queimar seu combustível de hidrogênio, ela inchou para se tornar uma estrela gigante vermelha, engolfando a anã marrom e atraindo-a mais perto dela por causa do atrito em seu envelope de gás.
Agora, os dois membros do sistema binário estão a cerca de 482.000 km de distância, ou seja, um pouco maior do que a distância entre a Terra e a Lua, que é 384.400 km.
Embora, esta nova descoberta sugere que os planetas rochosos estão se formando ou se formaram em torno do sistema SDSS 1557, detectar planetas que provavelmente orbitam este binário vai ser muito difícil. Um método comum usado para encontrar planetas, a influência sobre a estrela por atração gravitacional de um planeta, não é realmente possível aqui porque a anã branca é muito fraca. O outro método de trânsito, à procura de escurecimento periódico quando um planeta cruza a estrela, pode funcionar, mas somente se a órbita de tal planeta estiver finamente alinhada com nossa linha de visão em direção ao sistema, o que é improvável.
Os pesquisadores planejam usar o telescópio espacial Hubble para analisar a luz ultravioleta da anã branca, a partir do qual poderão medir com muita precisão a composição química do planetesimal que sofreu ruptura. Isso propiciará a análise da semelhança aos asteroides do Sistema Solar, talvez se tivesse alguma água deixada, ou uma composição química mais exótica. E com o advento do telescópio espacial James Webb, será possível estudar a composição e tamanho dos grãos de poeira.
Fonte: Nature Astronomy
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