O que ‘planeta sobrevivente’ revela sobre fim do nosso Sistema Solar

Como o Sistema Solar vai morrer? É uma questão extremamente importante sobre a qual os pesquisadores têm especulado bastante, usando nosso conhecimento de física para criar modelos teóricos complexos.

Sabemos que o Sol acabará se tornando uma “anã branca”, um remanescente de estrela que “morreu”, cuja luz fraca gradualmente se apaga na escuridão.

Esta transformação envolverá um processo violento que destruirá um número desconhecido de seus planetas.

Mas que planetas sobreviverão à morte do Sol? Uma maneira de buscar a resposta é examinando o destino de outros sistemas planetários semelhantes.

Isso tem se mostrado complicado, no entanto. A radiação fraca das anãs brancas torna difícil detectar exoplanetas (planetas em órbita de outras estrelas, fora do nosso Sistema Solar) que sobreviveram a essa transformação estelar — eles estão literalmente no escuro.

Na verdade, dos mais de 4,5 mil exoplanetas conhecidos atualmente, apenas alguns foram encontrados em torno das anãs brancas — e a localização desses planetas sugere que eles chegaram lá após a morte da estrela.

Esta falta de dados oferece um panorama incompleto do nosso próprio destino planetário. Felizmente, agora estamos preenchendo as lacunas.

Em nosso novo artigo, publicado na revista Nature, relatamos a descoberta do primeiro exoplaneta conhecido a sobreviver à morte de sua estrela sem ter sua órbita alterada por outros planetas se movendo no entorno — girando a uma distância comparável àquela entre o Sol e os planetas do Sistema Solar .

Um planeta semelhante a Júpiter

Este novo exoplaneta, que descobrimos com o Observatório Keck no Havaí, é particularmente semelhante a Júpiter tanto em massa quanto em distância orbital, e nos fornece um registro crucial dos sobreviventes planetários ao redor de estrelas moribundas.

A transformação de uma estrela em anã branca envolve uma fase violenta na qual ela expande e se torna uma “gigante vermelha”, também conhecida como estrela do “ramo das gigantes”, centenas de vezes maior do que antes.

Acreditamos que este exoplaneta sobreviveu por pouco: se estivesse originalmente mais perto de sua estrela-mãe, teria sido engolido pela expansão da mesma.

Quando o Sol um dia se tornar uma gigante vermelha, seu raio alcançará a órbita atual da Terra.

Isso significa que o Sol (provavelmente) engolirá Mercúrio e Vênus, e possivelmente a Terra — mas não temos certeza.

A expectativa era de que Júpiter e suas luas sobrevivessem, embora antes não soubéssemos com certeza.

Mas com a nossa descoberta deste novo exoplaneta, podemos agora ter mais certeza de que Júpiter realmente sobreviverá.

Além disso, a margem de erro na posição desse exoplaneta pode significar que ele está quase 50% mais perto da anã branca do que Júpiter está do Sol atualmente.

Neste caso, é uma evidência adicional para supor que Júpiter e Marte sobreviverão.

Então, será que alguma vida poderia sobreviver a essa transformação?

Uma anã branca pode alimentar a vida em luas ou planetas que acabem muito próximos a ela (cerca de um décimo da distância entre o Sol e Mercúrio) durante os primeiros bilhões de anos.

Depois disso, não haveria radiação suficiente para manter nada.

Asteroides e anãs brancas

Embora tenha sido difícil encontrar planetas orbitando as anãs brancas, detectar asteroides se partindo perto da superfície da anã branca é muito mais fácil.

Para que os exoasteroides cheguem tão perto de uma anã branca, eles precisam ter força suficiente, fornecida a eles pelos exoplanetas sobreviventes.

Assim, há muito tempo se supõe que os exoasteroides são evidências de que os exoplanetas também estão lá.

Nossa descoberta finalmente confirma isso.

Embora no sistema que está sendo discutido no artigo, a tecnologia atual não nos permita ver nenhum exoasteroide, pelo menos agora podemos juntar as diferentes peças do quebra-cabeça do destino planetário, mesclando as evidências de diferentes sistemas de anãs brancas.

A relação entre exoasteroides e exoplanetas também se aplica ao nosso próprio Sistema Solar.

Objetos individuais no cinturão principal de asteroides e no cinturão de Kuiper (região em forma de disco no Sistema Solar exterior) provavelmente sobreviverão ao desaparecimento do Sol, mas alguns serão deslocados pela gravidade por um dos planetas sobreviventes em direção à superfície da anã branca.

Perspectivas de descoberta futura

O novo exoplaneta de anã branca foi encontrado com o que é conhecido como método de detecção por microlente.

Ele mostra como a luz se curva devido a um forte campo gravitacional, o que acontece quando uma estrela se alinha momentaneamente com uma estrela mais distante, conforme visto da Terra.

A gravidade da estrela em primeiro plano amplia a luz da estrela atrás dela.

Quaisquer planetas orbitando a estrela em primeiro plano vão curvar e distorcer essa luz ampliada, que é como podemos detectá-los.

A anã branca que investigamos está a um quarto do caminho em direção ao centro da galáxia Via Láctea, ou cerca de 6,5 mil anos-luz do nosso Sistema Solar, e a estrela mais distante está no centro da galáxia.

Uma característica fundamental da técnica de microlente é que ela é sensível aos planetas que orbitam estrelas na distância Júpiter-Sol.

Os outros planetas conhecidos que orbitam anãs brancas foram encontrados a partir de diferentes técnicas que são sensíveis a diferentes distâncias entre estrela-planeta.

Dois exemplos se referem a planetas que sobreviveram à transformação de uma estrela em anã branca e acabaram mais perto dela do que antes.

Um foi encontrado por fotometria de trânsito — método para detectar planetas quando eles passam na frente de uma anã branca, o que cria uma queda na luz recebida pela Terra —, e o outro foi descoberto por meio da detecção da evaporação da atmosfera do planeta.

Outra técnica de detecção — astrometria, que mede precisamente o movimento das anãs brancas no céu — também deve render resultados.

A expectativa é de que, em alguns anos, a astrometria da missão Gaia, da Agência Espacial Europeia, encontre cerca de uma dúzia de planetas orbitando anãs brancas. E talvez possam oferecer evidências melhores de como exatamente o Sistema Solar vai morrer.

Esta variedade de técnicas de descoberta é um bom presságio para potenciais detecções futuras, que podem proporcionar mais informações sobre o destino do nosso próprio planeta.

Mas, por enquanto, o recém-descoberto exoplaneta semelhante a Júpiter oferece o vislumbre mais claro do nosso futuro.

Dimitri Veras é professor associado e bolsista Ernest Rutherford (do STFC) de astrofísica na Universidade de Warwick, no Reino Unido.

Este artigo foi publicado originalmente no site de notícias acadêmicas The Conversation e republicado aqui sob uma licença Creative Commons. Leia aqui a versão original (em inglês).