Vistos pela primeira vez os momentos finais de remanescentes planetários

Foi observado pela primeira vez o momento em que os destroços de planetas destruídos impactam na superfície de uma estrela anã branca.

Os astrónomos usaram raios-X para detetar o material rochoso e gasoso, deixado por um sistema planetário após a sua estrela hospedeira morrer, à medida que colide e é consumido dentro da superfície da estrela.

Publicados anteontem (9 de fevereiro) na revista Nature, os resultados são a primeira medição direta da acreção de material rochoso sobre uma anã branca e confirmam décadas de evidências indiretas de acreção em mais de mil estrelas até agora. O evento observado ocorreu milhares de milhões de anos após a formação do sistema planetário.

O destino da maioria das estrelas, incluindo aquelas como o nosso Sol, é tornar-se numa anã branca. Foram descobertas mais de 300.000 anãs brancas na nossa Galáxia, e acredita-se que muitas estejam a acretar destroços de planetas e outros objetos que uma vez as orbitaram.

Ao longo de várias décadas, os astrónomos têm usado espectroscopia em comprimentos de onda óticos e ultravioletas para medir a abundância de elementos na superfície da estrela e trabalhar, a partir daí, a composição do objeto de onde veio. Os astrónomos têm evidências indiretas, a partir de observações espectroscópicas, de que estes objetos estão a acretar ativamente, que mostram 25-50% das anãs brancas com elementos pesados como ferro, cálcio e magnésio poluindo as suas atmosferas.

Porém, até agora os astrónomos não tinham visto o material enquanto era puxado para a estrela.

O Dr. Tim Cunnigham do Departamento de Física da Universidade de Warwick disse: “Finalmente vimos material a entrar realmente na atmosfera da estrela. É a primeira vez que conseguimos obter um ritmo de acreção que não depende de modelos detalhados da atmosfera da anã branca. O que é bastante notável é que tem uma excelente concordância com o que já foi feito antes.

“Anteriormente, as medições das taxas de acreção têm usado espectroscopia e têm estado dependentes de modelos de anãs brancas. Estes são modelos numéricos que calculam a rapidez com que um elemento se ‘afunda’ da atmosfera para dentro da estrela, e isso diz-nos quanto está a cair na atmosfera como um ritmo de acreção. Pode-se então trabalhar para trás e calcular a quantidade de um elemento no corpo de origem, seja um planeta, lua ou asteroide”.

Uma anã branca é uma estrela que queimou todo o seu combustível e que libertou as suas camadas exteriores, potencialmente destruindo ou perturbando qualquer corpo orbital no processo. À medida que o material desses corpos é puxado para perto da estrela a uma velocidade suficientemente elevada, colide com a superfície, formando um plasma aquecido a choque. Este plasma, com uma temperatura entre 100.000 e 1 milhão Kelvin, instala-se então à superfície e à medida que arrefece emite raios-X que podem ser detetados.

Os raios-X são semelhantes à luz que os nossos olhos podem ver, mas têm muito mais energia. São criados por eletrões velozes (as conchas exteriores dos átomos, que constituem toda a matéria que nos rodeia). Frequentemente usados na medicina, na astronomia os raios-X são a impressão digital do material que “chove” sobre objetos exóticos, tais como buracos negros e estrelas de neutrões.

A deteção destes raios-X é muito difícil, uma vez que a pequena quantidade que chega à Terra pode ser perdida entre outras fontes de raios-X brilhantes no céu. Assim, os astrónomos aproveitaram o Observatório de raios-X Chandra, normalmente usado para detetar raios-X de buracos negros e estrelas de neutrões em acreção, para analisar a anã branca próxima G29-38.

Com a resolução angular melhorada do Chandra em relação a outros telescópios, puderam isolar a estrela alvo das outras fontes de raios-X e observar, pela primeira vez, raios-X de uma anã branca isolada. Confirma décadas de observações da acreção de material em anãs brancas que se basearam em evidências de espectroscopia.

O Dr. Cunningham acrescenta: “O que é realmente excitante acerca deste resultado é que estamos a trabalhar num comprimento de onda diferente, raios-X, e isso permite-nos sondar um tipo completamente diferente de física.

“Esta deteção fornece a primeira evidência direta de que as anãs brancas estão atualmente a acretar os remanescentes de antigos sistemas planetários. O estudo da acreção, desta maneira, fornece uma nova técnica através da qual podemos estudar estes sistemas, fornecendo um vislumbre do provável destino dos milhares de sistemas exoplanetários conhecidos, incluindo o nosso próprio Sistema Solar.”

// Universidade de Warwick (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (Nature)

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G29-38:
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Anãs brancas:
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