Em 2015, os astrônomos acharam algo estranho. Era uma estrela anã branca, a 570 anos-luz da Terra, com um padrão de escurecimento peculiar. Ele escureceu várias vezes em profundidades variadas, cada profundidade repetindo-se em um período de 4,5 a 5 horas; e sua atmosfera estava poluída com elementos geralmente encontrados em exoplanetas rochosos.
Não demorou muito para que eles descobrissem. A gravidade da estrela morta estava no processo de triturar e devorar corpos em órbita ao seu redor, um processo violento conhecido como perturbação das marés.
A estrela se chama WD 1145 + 017 e agora está sendo usada como prova de conceito para um novo campo de estudo planetário, reconstrução forense de corpos planetários para entender como eles eram e como morreram.
Astrônomos dos EUA e do Reino Unido estão chamando esse campo de necroplanetologia.
Sua análise do WD 1145 + 017 foi aceita no The Astrophysical Journal e está disponível no arXiv. E poderiam, dizem os pesquisadores, ser aplicados a descobertas futuras semelhantes ao sistema da anã branca, para reunir como os planetas morrem orbitando diferentes tipos de estrelas mortas.
Embora as anãs brancas ejetem muito material quando morrem em uma série de violentas explosões termonucleares, os planetas podem de alguma forma sobreviver ao processo. Não apenas encontramos planetas em órbita em torno de estrelas anãs brancas, como também encontramos elementos nas atmosferas de estrelas anãs brancas que geralmente são encontradas dentro de exoplanetas rochosos.
A gravidade superficial das anãs brancas é tão intensa que esses elementos mais pesados afundariam rapidamente, indicando que a estrela deve ter acumulado o material recentemente de um corpo que sobreviveu à agonia da estrela.
Para tentar determinar como o WD 1145 + 017 ficou assim, astrônomos da Universidade do Colorado, Boulder, Universidade Wesleyan e Universidade de Warwick, no Reino Unido, realizaram uma série de simulações para impor restrições ao corpo perturbado pelas marés.
Ajustaram os componentes estruturais de um corpo em órbita, como o tamanho do núcleo e do manto; a composição do manto, rochosa ou gelada; e a presença de uma crosta. Isso resultou em 36 diferentes corpos simulados.
Em seguida, eles colocaram cada um desses 36 corpos orbitando uma estrela como WD 1145 + 017, cerca de 60% da massa do Sol e 2% de seu tamanho (as anãs brancas são bem densas).
Essa órbita durou 4,5 horas, conforme o material em órbita WD 1145 + 017, e cada simulação foi executada por 100 órbitas. E, finalmente, as curvas de luz resultantes para a perturbação das marés de cada corpo foram comparadas com a curva de luz da vida real de WD 1145 + 017.
“Essas simulações mostraram que os corpos com maior probabilidade de produzir o que observamos em WD 1145 + 017 têm um núcleo pequeno e um manto de baixa densidade, semelhante a um asteróide com uma estrutura parcialmente diferenciada e manto rico em voláteis como Vesta”, os pesquisadores escreveu em seu artigo.
Os corpos são de massa relativamente baixa e possuem densidade aparente alta o suficiente para manter a estrutura por um tempo, mas baixa o suficiente para que seus mantos sejam interrompidos. Esses atributos são consistentes com a falta de pequenas partículas encontradas em outras observações da estrela, uma vez que elas seriam sublimadas rapidamente.
E, de fato, eles também oferecem algumas pistas sobre outras estrelas misteriosas – como a famosa KIC 8462852, a estrela de AKA Tabby, cujo escurecimento inconsistente é fonte de muita perplexidade entre os astrônomos.
KIC 8462852, desde que seu estranho comportamento foi descoberto, acabou não sendo a única estrela que exibia um esmaecimento tão estranho. Uma pesquisa no ano passado mostrou outras 21 estrelas estranhamente obscurecidas que poderiam ter uma dinâmica semelhante.
E também foram descobertas outras anãs brancas que caem em corpos em órbita. O ZTF J0139 + 5245 e o WD J0914 + 1914 foram descobertos planetas perturbadores de maré no ano passado.
Essas estrelas também podem ser simuladas usando os novos métodos da equipe.
“Estes são os primeiros membros de uma classe maior de sistemas planetários agonizantes que devem ser estudados emparelhando observações espectroscópicas e fotométricas com simulações de ruptura, tanto nas marés como em WD 1145 + 017, como rotativas”, escreveram os pesquisadores em seu artigo.
“Essa abordagem multifacetada usaria a morte desses sistemas planetários em ação para estudar propriedades fundamentais de corpos exoplanetários que, de outra forma, seriam inacessíveis: um estudo em necroplanetologia”.
A pesquisa foi aceita no The Astrophysical Journal e está disponível no arXiv.
