Mark Garlick / Universidade de Warwick
Impressão de artista das antigas anãs brancas, WDJ2147-4035 e WDJ1922+0233, rodeadas por detritos planetários em órbita, que são acretados nas estrelas e poluem as suas atmosferas. WDJ2147-4035 é extremamente vermelha e escura, enquanto que WDJ1922+0233 é invulgarmente azul.
Os destroços são uma pista do que poderá acontecer com o Sistema Solar daqui a 15 mil milhões de anos, quando o Sol se tornar uma anã branca.
Astrónomos liderados pela Universidade de Warwick identificaram a estrela mais antiga na nossa Galáxia que está a acretar detritos de planetesimais em órbita, um dos mais antigos sistemas planetários rochosos e gelados descobertos na Via Láctea.
Os seus achados, que foram publicados na edição de 5 de novembro da revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, concluem que uma ténue anã branca localizada a 90 anos-luz da Terra, bem como os remanescentes do seu sistema planetário em órbita, têm mais de 10 mil milhões de anos.
O destino da maioria das estrelas, incluindo aquelas como o nosso Sol, é tornarem-se uma anã branca.
O destino do Sol está selado. Foi selado pela gravidade nos primeiros dias da sua formação. Daqui a vários milhares de milhões de anos, o Sol tornar-se-á uma gigante vermelha, eliminará grande parte das suas finas camadas externas e depois entrará em colapso para se tornar uma anã branca.
Uma anã branca é uma estrela que queimou todo o seu combustível e libertou as suas camadas exteriores e está agora a sofrer um processo de encolhimento e arrefecimento.
Durante este processo, quaisquer planetas em órbita serão perturbados e, em alguns casos, destruídos, restando os seus detritos que acretam para a superfície da anã branca.
Para este estudo, a equipa de astrónomos, liderada pela Universidade de Warwick, modelou duas anãs brancas invulgares que foram detetadas pelo observatório espacial Gaia da ESA.
Ambas as estrelas estão poluídas por detritos planetários, tendo uma delas sido encontrada com um tom invulgarmente azul, enquanto a outra é a mais ténue e vermelha encontrada até à data na nossa vizinhança galáctica – a equipa submeteu ambas a uma análise mais aprofundada.
Usando dados espectroscópicos e fotométricos do Gaia, do DES (Dark Energy Survey) e do instrumento X-Shooter no ESO para determinar há quanto tempo está a arrefecer, os astrónomos descobriram que a estrela “vermelha” WDJ2147-4035 tem cerca de 10,7 mil milhões de anos, dos quais 10,2 mil milhões foram passados a arrefecer como uma anã branca.
A espectroscopia envolve a análise da luz estelar em diferentes comprimentos de onda, que pode detetar quando os elementos da atmosfera da estrela estão a absorver luz a cores diferentes e ajuda a determinar quais são esses elementos e em que quantidade.
Ao analisar o espectro de WDJ2147-4035, a equipa encontrou a presença dos metais sódio, lítio, potássio e tentativamente carbono – fazendo desta a anã branca mais antiga, poluída por metais, descoberta até agora.
A segunda estrela “azul”, WDJ1922+0233, é apenas ligeiramente mais nova que WDJ2147-4035 e foi poluída por detritos planetários de composição semelhante à da crosta continental da Terra.
A equipa científica concluiu que a cor azul de WDJ1922+0233, apesar da sua fria temperatura superficial, é provocada pela sua invulgar atmosfera mista de hélio-hidrogénio.
Os detritos encontrados na atmosfera de hélio quase puro e de alta gravidade da estrela vermelha WDJ2147-4035 são de um antigo sistema planetário que sobreviveu à evolução da estrela em anã branca, levando os astrónomos a concluir que este é o mais antigo sistema planetário em torno de uma anã branca descoberta na Via Láctea.
A autora principal Abbigail Elms, estudante de doutoramento no Departamento de Física da Universidade de Warwick, disse que “estas estrelas poluídas por metais mostram que a Terra não é única, existem por aí outros sistemas planetários com corpos semelhantes à Terra”.
“97% de todas as estrelas tornar-se-ão anãs brancas e são tão omnipresentes no Universo que são muito importantes de compreender, especialmente estas extremamente frias. Formadas a partir das estrelas mais antigas da nossa Galáxia, as anãs brancas frias fornecem informações sobre a formação e evolução dos sistemas planetários em torno das estrelas mais antigas da Via Láctea”, acrescentou Elms.
“Estamos a encontrar os remanescentes estelares mais antigos da Via Láctea que foram poluídos por planetas outrora semelhantes à Terra. É espantoso pensar que isto aconteceu à escala de dez mil milhões de anos e que esses planetas morreram muito antes mesmo da Terra ter sido formada”.
Os astrónomos também podem utilizar os espectros da estrela para determinar a rapidez com que esses metais afundam no núcleo da estrela, o que lhes permite olhar para trás no tempo e determinar a abundância de cada um desses metais no corpo planetário original.
Ao comparar dessas abundâncias com corpos astronómicos e material planetário encontrado no nosso próprio Sistema Solar, podemos adivinhar como teriam sido esses planetas antes da estrela morrer e se tornar uma anã branca – mas no caso de WDJ2147-4035, isso provou ser um desafio.
Abbigail explica: “A estrela vermelha WDJ2147-4035 é um mistério, uma vez que os detritos planetários que acretou são muito ricos em lítio e potássio, ao contrário de qualquer objeto conhecido no nosso próprio Sistema Solar. Esta é uma anã branca muito interessante, uma vez que a sua temperatura superficial ultrafria, os metais que a poluem, a sua idade, e o facto de ser magnética, a tornam extremamente rara.
O professor Pier-Emmanuel Tremblay, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, explica que “quando estas estrelas velhas se formaram, há mais de 10 mil milhões de anos, o Universo era menos rico em metais do que é agora, uma vez que os metais são formados em estrelas evoluídas e em explosões estelares gigantescas”.
“As duas anãs brancas observadas proporcionam uma janela excitante para a formação planetária num ambiente pobre em metais e rico em gás que era diferente das condições quando o Sistema Solar foi formado“, acrescenta o professor.
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