Este artigo foi publicado originalmente em Éos. A publicação contribuiu com o artigo para Space.com’s Vozes de especialistas: artigos de opinião e insights.
Nosso sol está na metade de sua vida, o que significa Terra é também. Depois de uma estrela esgotar o seu combustível nuclear de hidrogénio, o seu diâmetro expande-se mais de cem vezes, engolindo quaisquer planetas azarados em órbitas próximas. Esse dia ainda falta pelo menos 5 bilhões de anos para o nosso sistema solar, mas os cientistas detectaram uma possível antevisão do destino do nosso mundo.
Usando dados do Observatório TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite)astrônomos Eduardo Bryant da Universidade de Warwick e Vicente Van Eylen da University College London comparou sistemas com estrelas na sequência principal de suas vidas – fundindo hidrogênio, como o Sol – com estrelas pós-sequência principal mais próximas do final de suas vidas, com e sem planetas.
“Vimos que estes planetas estão a ficar mais raros (à medida que as estrelas envelhecem)”, disse Bryant. Em outras palavras, planetas estão desaparecendo à medida que suas estrelas hospedeiras envelhecem. A comparação entre sistemas planetários com estrelas mais jovens e mais velhas deixa claro que a discrepância não decorre do facto de os planetas não existirem: as estrelas mais velhas simplesmente ficam com fome.
“Estamos bastante confiantes de que não se deve a um efeito de formação,” explicou Bryant, “porque não vemos grandes diferenças na massa e (composição química) destas estrelas versus as populações estelares da sequência principal.”
O engolfamento completo não é a única maneira pela qual estrelas gigantes podem destruir planetas. À medida que crescem, as estrelas gigantes também exercem forças de maré cada vez maiores sobre os seus satélites, o que faz com que as suas órbitas decaiam, despojando-os das suas atmosferas e podem até mesmo separá-los completamente. O aspecto do decaimento orbital é potencialmente mensurável, e este é o efeito que Bryant e Van Eylen consideraram no seu modelo de como os planetas morrem.
“Estamos analisando como os planetas são comuns em torno de diferentes tipos de estrelas, com o número de planetas por estrela”, disse Bryant. Bryant e Van Eylen identificaram 456.941 estrelas pós-sequência principal em dados do TESS e, a partir delas, encontraram 130 planetas e candidatos a planetas com órbitas próximas. “A fração (de estrelas com planetas) fica significativamente menor para todas as estrelas e planetas de período mais curto, o que está muito alinhado com as previsões da teoria de que a decadência das marés se torna muito forte à medida que estas estrelas evoluíram.”
Os astrônomos usam o TESS para encontrar exoplanetas, observando a diminuição da luz à medida que passam na frente de suas estrelas hospedeiras, um eclipse em miniatura conhecido como trânsito. Tal como acontece com qualquer método de detecção de exoplanetas, os trânsitos são mais adequados para planetas grandes, do tamanho de Júpiter, em órbitas relativamente pequenas, durando menos de metade de um ano terrestre, às vezes muito menos. Portanto, estes sistemas solares não são muito parecidos com os nossos nesse aspecto. Estudar planetas orbitando estrelas pós-sequência principal apresenta desafios adicionais.
“Se você tem um planeta do mesmo tamanho, mas uma estrela maior, você tem um trânsito menor”, disse Bryant. “Isso torna mais difícil encontrar esses sistemas porque os sinais são muito mais superficiais.”
No entanto, embora as estrelas nos dados da amostra tenham uma área de superfície muito maior, são comparáveis em massa à do Sol, e isso é o que mais importa, disseram os investigadores. Uma estrela com a mesma massa do Sol passará pelos mesmos estágios de vida e morrerá da mesma maneira, e essa semelhança é o que ajuda a revelar o futuro do nosso sistema solar.
“Os processos que ocorrem quando a estrela evolui (após a sequência principal) podem nos dizer sobre a interação entre os planetas e a estrela hospedeira”, disse Sabine Refertum astrônomo da Universität Heidelberg que não esteve envolvido no estudo. “Nunca tínhamos visto esse tipo de diferença nas taxas de ocorrência planetária entre (sequência principal) e gigantes antes porque não tínhamos planetas suficientes para ver estatisticamente essa diferença antes. É uma abordagem muito promissora.”
Planetas: parte de um café da manhã estelar equilibrado
A ciência dos exoplanetas é um dos maiores sucessos da astronomia na era moderna: desde a descoberta do primeiro exoplaneta, há 30 anos, os astrónomos confirmaram mais de 6.000 planetas e identificou muitos mais candidatos para observações de acompanhamento. Ao mesmo tempo, o trabalho pode ser desafiador quando se trata de planetas orbitando estrelas pós-sequência principal.
Um aspecto complicado deste trabalho está relacionado com a idade das estrelas, que se formaram milhares de milhões de anos antes do nosso Sol. Estrelas mais antigas têm menor abundância de elementos químicos mais pesados que o hélio, uma medida que os astrônomos chamam de “metalicidade.” As observações encontraram uma correlação entre alta metalicidade e abundância de exoplanetas.
“Uma pequena diferença na metalicidade… poderia potencialmente duplicar a taxa de ocorrência”, disse Refffert, sublinhando que as conclusões gerais do artigo seriam válidas, mas os detalhes precisariam ser refinados com melhores dados de metalicidade.
Observações futuras para medir a metalicidade usando espectros, juntamente com a massa das estrelas e dos planetas, melhorariam o modelo. Além disso, o Agência Espacial Europeiade Missão Platãocom lançamento previsto para dezembro de 2026, adicionará dados mais sensíveis às observações do TESS.
O destino ardente da Terra está ainda muito distante no futuro, mas os investigadores deram um grande passo no sentido de compreender como as estrelas moribundas podem devorar os seus planetas. Com mais dados do TESS e do Platão, poderemos até vislumbrar as minúsculas mudanças orbitais que indicam um planeta em espiral rumo à sua destruição – um fim sombrio para esse mundo, mas uma descoberta maravilhosa para a nossa compreensão da coevolução dos planetas e das suas estrelas hospedeiras.
