Os astrónomos encontraram fortes evidências de que TOI-5882, uma estrela semelhante ao Sol a cerca de 1.300 anos-luz da Terra, pode ter engolido um dos seus planetas.
Uma equipe liderada pela astrônoma Brooke Cotten, da Universidade de Michigan, descobriu uma pista importante na composição química da estrela. TOI-5882 contém muito mais lítio do que os investigadores normalmente esperariam encontrar numa estrela deste tipo.
“Você é o que você come, certo?” disse Cotten, pesquisador graduado do Departamento de Astronomia da UM e autor principal de um novo relatório no Revista astrofísica. “Sabemos que há muito mais lítio no material planetário do que nas estrelas. Portanto, se uma estrela devorar um planeta, ela engolirá um monte de lítio.”
A pesquisa foi apoiada em parte por financiamento federal da NASA e da National Science Foundation dos EUA.
Como as estrelas engolem planetas
Os astrônomos usam o termo eclipse para descrever o que acontece quando uma estrela absorve um planeta. Esses eventos se desenrolam muito rapidamente em escalas de tempo cósmicas, às vezes durando apenas alguns dias ou semanas.
Como o processo é muito curto, é improvável que os cientistas consigam capturar a estrela no lugar. Em vez disso, eles devem procurar rastros químicos e outras evidências deixadas após o desaparecimento do planeta.
“Isso é o que torna este campo tão emocionante. Você está realmente resolvendo um mistério”, disse Cotten, que começou a trabalhar na pesquisa como estudante de graduação no programa Lamat da UC Santa Cruz. “Não podemos simplesmente assistir a um crime acontecer, por isso temos que trabalhar com todas as pistas que recebemos para descobrir quem é esse.”
Aprender a identificar estes eventos pode ajudar os astrónomos a determinar com que frequência as estrelas consomem os planetas e quais as circunstâncias que os causam.
Espera-se que o nosso próprio sistema solar sofra um destino semelhante num futuro distante. Dentro de cerca de 5 mil milhões de anos, o Sol atingirá as fases finais da sua vida e tornar-se-á uma gigante vermelha. À medida que cresce, abrangerá Mercúrio, Vênus e possivelmente a Terra.
Uma anã marrom pode ter desempenhado um papel
TOI-5882 ainda não cresceu a ponto de seu tamanho explicar por si só como ele poderia ter engolido um planeta. Isso levou os pesquisadores a considerar outra possibilidade.
Talvez a estrela tenha ajudado.
Um enorme objeto gasoso também orbita TOI-5882. É mais de 20 vezes maior que Júpiter, mas ainda é pequeno demais para entrar em ignição e se tornar uma verdadeira estrela. Os astrônomos classificam esse tipo de objeto como uma anã marrom.
Talvez a anã marrom tenha perturbado a órbita do planeta desaparecido e mergulhado no TOI-5882. Cotten disse que essa possibilidade será explorada em um estudo separado.
O lítio fornece uma impressão digital química
O lítio oferece aos astrônomos uma forma valiosa de estudar a absorção planetária. As estrelas contêm naturalmente algum lítio, mas os planetas normalmente contêm concentrações muito mais elevadas do elemento, disse Seth Jacobson, autor sénior do estudo e professor assistente na Michigan State University.
“Os átomos de lítio entregues à estrela por absorção planetária são como torcedores chegando a um estádio”, disse ele. “Podem já existir alguns fãs que chegam cedo e representam a quantidade inicial de lítio na atmosfera estelar, mas estes estão rapidamente a diminuir.”
A julgar pela quantidade de lítio encontrada no TOI-5882, os pesquisadores acreditam que o planeta engolido poderia estar em algum lugar entre algumas massas da Terra e a massa de Netuno.
“O facto de podermos olhar para uma estrela a 1.300 anos-luz de distância e dizer com confiança: ‘Esta estrela tem mais lítio do que o esperado’, é uma prova tanto da precisão dos instrumentos actuais como do trabalho árduo necessário para interpretar este sinal,” afirma Melinda Soares-Furtado, autora sénior do estudo e professora associada da Universidade de Wisconsin.
Comparação de TOI-5882 com estrelas semelhantes
O projeto reuniu 14 pesquisadores dos Estados Unidos e do Chile. A equipe usou espectroscopia, uma técnica que revela a composição química de uma estrela através da análise de sua luz, para procurar sinais de lítio no TOI-5882.
As observações mostraram que a estrela contém uma grande quantidade do elemento. A próxima tarefa era provar que o nível de lítio era realmente incomum e não normal para uma estrela com características semelhantes.
Para testar isto, os investigadores reuniram um grupo de comparação de 62 estrelas com a mesma idade, massa e temperatura. Eles então avaliaram o TOI-5882 contra essas estrelas usando vários métodos diferentes.
“E não é preciso escolher a dedo os dados para extraí-los. É confiável”, disse Soares-Furtado. “Não importa como você o divida, o TOI-5882 é tão enriquecido em lítio que parece estar pelo menos no percentil 97.”
Uma estrela rara que preservou evidências
O trabalho baseia-se em pesquisas anteriores de Soares-Furtado, que identificaram os tipos de estrelas com maior probabilidade de preservar evidências de absorção planetária.
Muitas estrelas são fracas candidatas porque as assinaturas químicas dos planetas absorvidos podem desaparecer ou tornar-se difíceis de distinguir. No entanto, TOI-5882 acabou por ser uma das raras estrelas em que ainda podiam ser detectadas evidências.
Várias estrelas do grupo de comparação também apresentaram níveis inesperadamente elevados de lítio. Esta descoberta sugere que a absorção planetária pode não ser o único processo capaz de enriquecer uma estrela com lítio, criando outra questão para os astrónomos investigarem.
Para Cotten, a incerteza faz parte do apelo.
“Quando eu era criança, sonhava em me tornar uma investigadora particular”, disse ela. “Acho que isso explica muito sobre onde fui parar. Realmente me sinto como um detetive.”
