Planeta alienígena descoberto em espiral para a obliteração final em torno de uma estrela envelhecida

 O planeta condenado poderia ajudar a responder a perguntas sobre o destino de outros mundos à medida que seus sistemas solares evoluem.

Conceito de um artista do sistema Kepler-1658. Kepler-1658b, orbitando com um período de apenas 3,8 dias, foi o primeiro candidato a exoplaneta descoberto pelo Kepler. Crédito: Gabriel Perez Diaz/Instituto de Astrofísica das Canárias

Uma descoberta incrível foi feita por astrônomos, pois eles detectaram, pela primeira vez, um exoplaneta cuja órbita está se deteriorando em torno de uma estrela hospedeira evoluída ou mais antiga. Este planeta azarado parece destinado a espiralar cada vez mais perto de sua estrela envelhecida até que finalmente colida e seja obliterado.

Ao oferecer o primeiro vislumbre de um sistema neste estágio avançado de evolução, a descoberta fornece novos insights sobre o processo prolongado de decaimento orbital planetário.

A morte por estrela é um destino que se pensa aguardar muitos mundos. Daqui a bilhões de anos, pode ser o último adeus da Terra à medida que nosso Sol envelhece.

"Nós já detectamos evidências de exoplanetas inspirando em direção às suas estrelas, mas nunca antes vimos um planeta assim em torno de uma estrela evoluída", diz Shreyas Vissapragada, um 51 Pegasi b Fellow do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian e principal autor de um novo estudo descrevendo os resultados. "A teoria prevê que as estrelas evoluídas são muito eficazes em minar a energia das órbitas de seus planetas, e agora podemos testar essas teorias com observações."

Os resultados serão publicados hoje (19 de dezembro de 2022) no The Astrophysical Journal Letters.

O malfadado exoplaneta é designado Kepler-1658b. Como o próprio nome indica, os astrônomos descobriram o exoplaneta com o telescópio espacial Kepler, uma missão pioneira de caça a planetas que foi lançada em 2009. Curiosamente, o mundo foi o primeiro novo candidato a exoplaneta Kepler já observado. No entanto, levou quase uma década para confirmar a existência do planeta, momento em que o objeto entrou no catálogo de Kepler oficialmente como a 1658ª entrada.

Kepler-1658b é um chamado Júpiter quente, o apelido dado aos exoplanetas a par com a massa e o tamanho de Júpiter, mas em órbitas escaldantemente ultra-próximas sobre suas estrelas hospedeiras. Para Kepler-1658b, essa distância é apenas um oitavo do espaço entre o nosso Sol e seu planeta em órbita mais apertado, Mercúrio. Para Júpiteres quentes e outros planetas como Kepler-1658b, que já estão muito próximos de suas estrelas, o decaimento orbital certamente culminará em destruição.

Medir o decaimento orbital de exoplanetas desafiou os pesquisadores porque o processo é muito lento e gradual. No caso de Kepler-1658b, de acordo com o novo estudo, seu período orbital está diminuindo a uma taxa minúscula de cerca de 131 milissegundos (milésimos de segundo) por ano, com uma órbita mais curta indicando que o planeta se aproximou de sua estrela.

Detectar esse declínio exigiu vários anos de observação cuidadosa. O relógio começou com o Kepler e depois foi captado pelo Telescópio Hale do Observatório Palomar, no sul da Califórnia e, finalmente, pelo Transiting Exoplanet Survey Telescope, ou TESS, lançado em 2018. Todos os três instrumentos capturaram trânsitos, o termo para quando um exoplaneta cruza a face de sua estrela e causa um escurecimento muito leve do brilho da estrela. Nos últimos 13 anos, o intervalo entre os trânsitos de Kepler-1658b diminuiu ligeiramente, mas de forma constante.

A causa raiz do decaimento orbital experimentado por Kepler-1658b são as marés – o mesmo fenômeno responsável pela ascensão e queda diárias nos oceanos da Terra. As marés são geradas por interações gravitacionais entre dois corpos em órbita, como entre o nosso mundo e a Lua ou Kepler-1658b e sua estrela. As gravidades dos corpos distorcem as formas uns dos outros e, à medida que os corpos respondem a essas mudanças, a energia é liberada.

Dependendo das distâncias entre, tamanhos e taxas de rotação dos corpos envolvidos, essas interações de maré podem resultar em corpos empurrando uns aos outros para longe - o caso da Terra e da Lua lentamente em espiral para fora - ou para dentro, como com Kepler-1658b em direção à sua estrela.

Particularmente em cenários de estrelas-planetas, ainda há muito que os pesquisadores não entendem sobre essas dinâmicas. Portanto, um estudo mais aprofundado do sistema Kepler-1658 deve ser esclarecedor.

A estrela evoluiu até o ponto em seu ciclo de vida estelar em que começou a se expandir, assim como se espera que o nosso Sol, e entrou no que os astrônomos chamam de fase subgigante. A estrutura interna das estrelas evoluídas deve levar mais prontamente à dissipação da energia das marés retirada das órbitas dos planetas hospedados em comparação com estrelas não evoluídas como o nosso Sol. Isso acelera o processo de decaimento orbital, facilitando o estudo em escalas de tempo humanas.

Os resultados ajudam ainda mais a explicar uma estranheza intrínseca sobre Kepler-1658b, que parece mais brilhante e mais quente do que o esperado. As interações de maré que encolhem a órbita do planeta também podem estar gerando energia extra dentro do próprio planeta, diz a equipe.

Vissapragada aponta para uma situação semelhante com a lua de Júpiter, Io, o corpo mais vulcânico do Sistema Solar. O empurra-empurra-empurra gravitacional de Júpiter em Io derrete as entranhas do planeta. Esta rocha derretida então entra em erupção na famosa superfície infernal da lua, semelhante a uma pizza, de depósitos sulfurosos amarelos e lava vermelha fresca.

O empilhamento de observações adicionais do Kepler-1658b deve lançar mais luz sobre as interações do corpo celeste. E, com o TESS programado para continuar examinando milhares de estrelas próximas, Vissapragada e seus colegas esperam que o telescópio descubra inúmeros outros casos de exoplanetas circulando pelos ralos de suas estrelas hospedeiras.

"Agora que temos evidências de inspiração de um planeta em torno de uma estrela evoluída, podemos realmente começar a refinar nossos modelos de física das marés", diz Vissapragada. "O sistema Kepler-1658 pode servir como um laboratório celeste dessa maneira nos próximos anos e, com alguma sorte, em breve haverá muitos mais desses laboratórios."

Vissapragada, que recentemente se juntou ao Centro de Astrofísica há alguns meses e agora está sendo orientado por Mercedes López-Morales, espera que a ciência dos exoplanetas continue a avançar dramaticamente.

"Shreyas tem sido uma adição bem-vinda à nossa equipe que trabalha na caracterização da evolução dos exoplanetas e suas atmosferas", diz López-Morales, astrônomo do Centro de Astrofísica.

"Mal posso esperar para ver o que todos nós acabamos descobrindo juntos", acrescenta Vissapragada.

Fonte: scitechdaily.com