Aproximadamente uma em cada 12 estrelas binárias da sequência principal pode ter ingerido um planeta em algum momento do seu passado, dizem astrônomos na Austrália. Esta conclusão, que se baseia em novas análises das composições químicas de 91 pares destas estrelas, implica que uma fracção significativa de sistemas planetários pode ser instável – uma conclusão que pode, por sua vez, afectar a probabilidade de aí se desenvolver vida.

Quando uma estrela engole um planeta, a sua composição química muda. Para detectar as assinaturas químicas destes chamados “eventos de ingestão planetária”, os astrónomos comparam a composição elementar de pares de estrelas que nasceram ao mesmo tempo. Como estas estrelas “co-natais” se formaram a partir do mesmo núcleo molecular parental, deveriam, em teoria, ter a mesma química. Na realidade, cerca de 8% deles não o fazem – uma anomalia que a equipa atribui ao facto de uma das estrelas co-natais ter ingerido material planetário próximo, algures no início do seu ciclo de vida.

Análise de alta precisão

Para chegar a esta conclusão, os astrónomos começaram por identificar 91 pares de estrelas co-natais próximas – isto é, aquelas situadas a menos de 10⁶ unidades astronômicas separadas - usando o Satélite Gaia da Agência Espacial Europeia. Eles então usaram dados espectrais de três grandes telescópios (o Telescópio Magalhães e os votos de Telescópio muito grande no Chile, mais o Telescópio Keck no Havaí, EUA) para examinar, com alta precisão, diferenças nas composições químicas dos pares.

“Graças a esta análise de altíssima precisão, podemos ver diferenças químicas entre os gêmeos”, diz membro da equipe Fã Liu of Universidade de Monash. “Isto fornece evidências muito fortes de que uma das estrelas engoliu planetas ou material planetário e mudou a sua composição.”

As estrelas que a equipa estudou eram todas as chamadas estrelas da sequência principal no seu auge, e não gigantes vermelhas que se aproximavam do fim das suas vidas. Esta é uma distinção importante porque sabe-se que as gigantes vermelhas engolfam planetas próximos à medida que se expandem, mas pensava-se que os eventos de ingestão eram menos comuns em estrelas mais jovens. “Os astrónomos pensam que é possível observar este tipo de eventos, mas não esperam que consigamos observá-los com uma taxa de ocorrência tão elevada,” explica um membro da equipa. Yuan-Sen Ting da Universidade Nacional Australiana (ANU). “Mas a partir das observações do nosso estudo, podemos ver que, embora a ocorrência não seja alta, é realmente possível. Isto abre uma nova janela para os teóricos da evolução planetária estudarem.”

Embora a ingestão planetária possa parecer absurda, os astrónomos descobriram que correspondia melhor às suas observações do que as hipóteses alternativas que consideraram. “Como diz Sherlock Holmes: quando você elimina o impossível, tudo o que resta, por mais improvável que seja, deve ser a verdade”, observa Ting.

“Uma verdade perturbadora”

Segundo a equipe, os resultados do estudo, detalhado em Natureza, poderia fornecer novas restrições sobre como as conexões entre a química estelar e planetária se formam e evoluem. Mais importante ainda, porém, a equipe acredita que as descobertas podem ter implicações de longo alcance para as teorias de formação planetária.

“Outro ponto-chave de entusiasmo (e talvez uma verdade perturbadora) é que se uma fração significativa dos sistemas planetários for instável, isso sugere que o nosso sistema solar estável pode não ser a norma”, diz Ting. Mundo da física. “Isso nos dá uma maior apreciação pela nossa posição única – e frágil – no universo.”

Um estudo piloto improvável

O novo estudo faz parte de uma colaboração maior chamada Censo Completo de Pares de Objetos em Movimento (C3PO). O objetivo deste projeto, que começou quando Ting estava na Universidade de Princeton e nos Observatórios Carnegie nos EUA, é observar espectroscopicamente uma amostra completa de todas as estrelas brilhantes em movimento. “Embora eu seja principalmente um teórico de coração, através trabalhar com um aluno, que co-supervisionei com meu orientador de doutorado em Harvard, descobrimos inesperadamente que estrelas que se movem também nascem juntas”, explica Ting. “Isto levou-me a pensar que, se isto for verdade, expandiria enormemente os candidatos que podemos estudar, uma vez que tais estudos [de estrelas co-natais] foram feitos principalmente com binários ligados gravitacionalmente, que são muito mais raros.”

Apesar dos resultados promissores da teoria e das simulações, investigar esta hipótese observacionalmente foi um empreendimento de alto risco, diz Ting, e surgiu de uma forma incomum. “Por acaso, um dos maiores telescópios não tinha inscrições suficientes, por isso fomos convidados a apresentar algumas 'ideias interessantes'”, diz ele. “No espaço de um dia apresentei esta ideia, com vista à realização de um estudo piloto. Argumentamos que por se tratar de prorrogação, era uma oportunidade para tentar algo ousado.

Astrônomos veem primeira evidência do nascimento de um novo planeta

“O fato de o comitê de alocação de tempo do telescópio ter confiado em mim, apesar de eu ser um teórico com zero experiência observacional, foi uma bênção”, acrescenta Ting.

Procurando por mais devoradores de planetas

Estimulado pelo sucesso do piloto, Ting mudou-se para a Austrália. Lá ele foi acompanhado por Liu e outro astrônomo da ANU David Yong, que levou o projeto para o próximo nível. “Candidatámo-nos a um programa maior, solicitando significativamente mais tempo de telescópio”, diz ele, “mas tudo isto realmente começou com uma pequena faísca e uma breve discussão com os alunos – poderíamos provar que as estrelas que se movem juntas também são co-natais? ”

A equipa espera agora expandir o número de estrelas candidatas a consumir planetas para analisar – algo que poderá exigir recursos telescópicos ainda mais intensivos. “Teoricamente, também precisamos de uma melhor compreensão das condições sob as quais um sistema planetário pode não ser estável, algo que é amplamente especulado, mas ainda não totalmente compreendido”, acrescenta Ting. “Algumas ferramentas de IA que estou desenvolvendo atualmente podem levar a melhores insights sobre esse problema, portanto, fique atento.”

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/planet-gobbling-stars-are-more-common-than-we-thought/