O Observatório Espacial Herschel da ESA forneceu a primeira imagem de um cinturão de poeira, produzido pela colisão de cometas ou asteroides, orbitando uma estrela subgigante conhecida por abrigar um sistema planetário. Após bilhões de anos queimando constantemente hidrogênio em seu núcleo, estrelas como o nosso Sol exaurem sua reserva de combustível central e começam a queimar em conchas ao redor do núcleo. Elas então se tornam estrelas subgigantes antes de mais tarde se tornarem gigantes vermelhas. No mínimo, durante a fase de subgigante, planetas, asteroides e cinturões de cometas ao redor dessas estrelas aposentadas, são esperados sobreviver, mas as observações são necessárias para medir suas propriedades. Uma abordagem é pesquisar por discos de poeira ao redor das estrelas, gerados pelas colisões entre as populações de asteroides ou cometas. Graças às capacidades de detecção sensíveis ao infravermelho distante do Observatório Espacial Herschel, os astrônomos tem sido capaz de resolver a emissão brilhante ao redor da Kappa Coronae Borealis, ou Kappa Cor Bor, indicando a presença de um disco de detritos empoeirado.
A estrela é um pouco mais pesada que o nosso Sol, com 1.5 vezes a sua massa, e tem aproximadamente 2.5 bilhões de anos, localizando-se a aproximadamente 100 anos-luz. A partir de observações feitas com instrumentos baseados em Terra, sabe-se que essa estrela abriga um planeta gigante com um tamanho aproximadamente de duas vezes o tamanho do planeta Júpiter, orbitando a estrela a uma distância equivalente à distância do Cinturão de Asteroides do nosso Sistema Solar. Suspeita-se que exista um segundo planeta, mas a sua massa não é bem calculada ainda. A detecção do Herschel fornece uma rara ideia sobre a vida de sistemas planetários orbitando estrelas subgigantes, e permite que se possa fazer um estudo detalhado da arquitetura do seu planeta e do sistema de disco.
“Essa é a primeira estrela aposentada que nós encontramos com um disco de detritos e um ou mais planetas”, disse Amy Bonsor, do Institute de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, e principal autor do estudo. “O disco tem sobrevivido a toda a vida da estrela sem ter sido destruído. Isso é muito diferente do que acontece no nosso Sistema Solar, onde a maior parte dos detritos foram varridos numa fase conhecida como a Última Era de Bombardeamento Pesado, ocorrida 600 milhões de anos depois da formação do Sol”.
A equipe de pesquisadores usou modelos para propor três possíveis configurações para o disco e os planetas que se ajustam às observações do Herschel feitas da Kapa Cor Bor. O primeiro modelo é sobre a existência de um disco contínuo de poeira se estendendo de 20 a 220 Unidades Astronômicas. Por comparação, o disco de detritos congelados do nosso Sistema Solar, conhecido como Cinturão de Kuiper, se localiza a uma distância entre 30 e 50 Unidades Astronômicas do Sol. Nesse modelo, um dos planetas orbita a estrela a uma distância de mais de 7 Unidades Astronômicas da estrela, e sua influência gravitacional pode esculpir a borda interna do disco.
Uma variação nesse modelo tem um disco sendo agitado pela influência gravitacional de ambos os companheiros, misturando–se de tal forma que a taxa de produção de poeira nos picos do disco ocorre em torno de 70-80 AU da estrela. Outro interessante cenário, o disco de poeira é dividido em dois cinturões estreitos, centrados em 40 AU e 165 AU, respectivamente. Aqui, o companheiro mais externo pode orbitar a estrela entre os dois cinturões a uma distância entre 7 e 70 AU, abrindo a possibilidade desse ser mais massivo que um planeta propriamente dito, possivelmente uma anã marrom subestelar.
“Esse é um sistema misterioso e intrigante: existe um planeta ou até mesmo dois planetas esculpindo um disco largo, ou a estrela tem uma anã marrom como companheira, que está dividindo o disco em dois?”, disse o Dr Bonsor. Como esse é o primeiro exemplo conhecido de uma estrela subgigante com planetas e um disco de detritos orbitando-a, mais exemplos serão necessários para determinar se a Kappa Cor Bor é incomum ou não. “Graças às capacidades sensíveis ao infravermelho distante do Herschel, e ao seu rico conjunto de dados, nós já temos pistas de outras estrelas subgigantes, que podem ter discos empoeirados. Mais trabalho são necessários para ver se existem também planetas”, disse Göran Pilbratt, cientista do projeto Herschel da ESA.
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