Gabriel Perez Diaz/Instituto de Astrofísica de Canarias
“Morte por estrela” é um destino que aguarda a maioria dos planetas em sistemas estelares. Isso inclui o nosso Sol e Vénus e Mercúrio, daqui a alguns milhares de milhões de anos.
E os astrónomos agora veem o mesmo destino à espera do Kepler-1658b. É um exoplaneta quente de Júpiter que orbita uma estrela anã amarela-branca tipo F evoluída a cerca de 2600 anos-luz de distância da Terra.
Várias coisas conspiram para um destino ardente para este mundo: a proximidade da sua estrela, uma órbita em declínio lento e a física das marés. O exoplaneta Kepler-1658b fica a 0,054 UA da estrela – muito mais perto do que a distância entre o Sol e Mercúrio no nosso Sistema Solar. Ele também tem uma órbita de 3,8 dias.
Essa órbita rápida e próxima está a declinar-se graças a alguns fatores. O primeiro é simples: as marés. Essencialmente, a interação gravitacional entre Kepler-1658b e a sua estrela está a mudar a órbita do planeta. Isso aproxima-o cada vez mais da estrela.
O segundo fator é a idade da própria estrela. Agora é velha o suficiente para começar a expandir-se e tornar-se subgigante. Isso, juntamente com a ação da física das marés para declinar a órbita do planeta, traz este planeta superaquecido cada vez mais perto de sua eventual “morte por estrela”.
“Já detetamos evidências de exoplanetas a fazer uma espiral em direção às suas estrelas, mas nunca vimos um planeta assim em torno de uma estrela evoluída”, disse Shreyas Vissapragada, autor principal de um novo estudo que descreve os resultados. “A teoria prevê que as estrelas evoluídas são muito eficazes a sugar energia das órbitas doa seus planetas, e agora podemos testar essas teorias com observações.”
Detetar o declínio da órbita de um exoplaneta
A mudança no período orbital entre Kepler-1658b e a sua estrela é de apenas 131 milissegundos por ano. Isso significa que em cerca de 2,5 mil milhões de anos, Kepler-1658b será engolido por sua estrela, para nunca mais ser visto.
Então, como é que Vissaparagada e os seus colegas sabiam que isto estava a acontecer? Confirmar a órbita deste exoplaneta foi um processo longo e meticuloso que exigiu muitas observações cuidadosas ao longo de vários anos.
Primeiro, os astrónomos tiveram que confirmar que Kepler-1658b é um exoplaneta real e não apenas uma perturbação nos dados. Este planeta quente de Júpiter foi na verdade o primeiro exoplaneta suspeito descoberto pela missão Kepler. Mas foram precisos quase 10 anos para confirmar a descoberta com mais observações.
Observações contínuas revelaram algo estranho sobre o planeta – a sua temperatura diurna é de cerca de 3.450 K, que é mais quente e mais brilhante do que os astrónomos esperavam. Isso pode ser explicado pelas interações do planeta com a estrela-mãe.
A atração das marés pode estar a gerar mais calor dentro do planeta (assim como a interação entre Júpiter, Io e Europa faz com o interior de Io). Para confirmar isso, os astrónomos precisarão de fazer mais observações do planeta e da sua estrela.
Aprendendo com a morte iminente de Kepler-1658
O próximo passo após a descoberta exigiu ainda mais observações para entender o “processo de espiral” que envia este exoplaneta contra a sua estrela. Mudanças orbitais de 133 milissegundos por ano não são realmente detetáveis em apenas algumas observações.
Foi necessário um vilarejo de telescópios e observatórios, começando com o Kepler, seguido pelo trabalho terrestre no Telescópio Hale do Observatório Palomar. Então, os Transiting Exoplanet Survey Telescopes (TESS) tiveram a oportunidade de dar uma olhada no sistema.
Todos esses dados capturados quando o exoplaneta transitou pela face de sua estrela (visto do nosso ponto de vista). O resultado? Nos últimos 13 anos, o tempo entre os trânsitos diminuiu muito ligeiramente. A causa? Dissipação de energia graças às interações das marés.
Ok, agora sabemos que o atrito das marés aquece Kepler-1658b enquanto a sua órbita está em declínio numa espiral de destruição. Isso acontecerá nos próximos milhares de milhões de anos. Essa é uma longa marcha da morte. Então, o que vem a seguir para os astrónomos aprenderem com isso?
“Agora que temos evidências da espiral de um planeta em torno de uma estrela evoluída, podemos realmente começar a refinar os nossos modelos de física das marés”, disse Vissapragada. “O sistema Kepler-1658 pode servir como um laboratório celestial dessa maneira nos próximos anos e, com alguma sorte, em breve haverá muitos mais desses laboratórios”.
A física desta situação obviamente pode ser aplicada a muitas outras estrelas e aos seus planetas, inclusive ao nosso. Assistir Kepler-1658b interagir com a sua estrela numa batalha gravitacional até a morte deve dar uma ideia do que acontecerá dentro de cinco mil milhões de anos ou mais, quando a Terra e um Sol gigante vermelho inchado interagirem.
ZAP // Universe Today
