Um estudo recente publicado nos
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society revela um fenômeno impressionante sobre estrelas envelhecidas. Ao analisar quase meio milhão de estrelas que iniciaram sua transformação em gigantes vermelhas, os astrônomos descobriram que os planetas gigantes orbitando muito perto de sua estrela parecem desaparecer gradualmente. Esta pesquisa permitiu identificar 130 planetas e candidatos potenciais ao redor dessas estrelas em evolução, incluindo 33 novas descobertas.
O mecanismo responsável por esta destruição planetária reside nas forças de maré gravitacionais. Assim como a Lua influencia os oceanos terrestres, os planetas exercem uma atração sobre sua estrela hospedeira. Quando a estrela começa a inchar ao envelhecer, essa interação se torna mais intensa, desacelerando gradualmente o planeta e reduzindo sua órbita. O doutor Edward Bryant, autor principal do estudo, destaca a eficiência surpreendente desse processo que leva os planetas a espiralarem em direção à sua estrela até sua destruição completa.
Representação artística de uma estrela semelhante ao Sol no fim da vida absorvendo um exoplaneta.
Crédito: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/M. Garlick/M. Zamani Os dados coletados pelo satélite TESS da NASA foram cruciais para esta descoberta. Os pesquisadores analisaram mais de 15.000 sinais potenciais antes de confirmar os 130 objetos de interesse. O estudo mostra claramente que quanto mais uma estrela avança em sua evolução, menos chances ela tem de abrigar planetas gigantes próximos. A taxa de ocorrência cai para apenas 0,11% para as gigantes vermelhas mais evoluídas.
Esta pesquisa nos oferece um vislumbre do futuro distante do nosso próprio Sistema Solar. Em aproximadamente cinco bilhões de anos, nosso Sol também começará sua transformação em gigante vermelha. O doutor Vincent Van Eylen, coautor do estudo, esclarece que a Terra poderia tecnicamente sobreviver a esta fase, estando mais distante que os planetas gigantes estudados, mas as condições se tornariam inabitáveis para qualquer forma de vida.
A próxima etapa para os pesquisadores consiste em determinar precisamente a massa desses planetas candidatos. Esta medida permitirá compreender melhor os mecanismos exatos que provocam sua espiral mortal. Os astrônomos usam para isso as ínfimas oscilações das estrelas, traindo a influência gravitacional de seus companheiros planetários.
Estas observações abrem uma nova janela sobre a dinâmica dos sistemas planetários no fim da vida. Elas nos lembram que o Universo está em perpétua mudança, onde mesmo os sistemas mais estáveis acabam por conhecer transformações radicais ao longo dos bilhões de anos.
A transformação das estrelas em gigantes vermelhas
O ciclo de vida das estrelas segue um percurso bem definido que depende principalmente de sua massa inicial. Para as estrelas semelhantes ao nosso Sol, a fase principal de sua existência dura vários bilhões de anos, durante os quais elas transformam o hidrogênio em hélio em seu núcleo. Este período de estabilidade permite o desenvolvimento de sistemas planetários e, em alguns casos, o surgimento da vida.
Quando o combustível nuclear começa a se esgotar, a estrela entra em uma fase de transformação espetacular. Seu núcleo se contrai enquanto suas camadas externas se dilatam consideravelmente, podendo atingir centenas de vezes seu tamanho original. Esta expansão é acompanhada por um resfriamento da superfície, dando à estrela esta cor vermelha característica que lhe vale o nome de gigante vermelha.
Esta metamorfose estelar se estende por vários milhões de anos, criando condições radicalmente diferentes no sistema planetário. Os planetas mais próximos veem seu ambiente completamente revolucionado, com temperaturas que aumentam dramaticamente e forças gravitacionais que se modificam. A estrela se torna literalmente irreconhecível em comparação com o que era durante sua juventude.
A compreensão deste processo nos ajuda a antecipar o destino do nosso próprio Sistema Solar. Os astrônomos estimam que em cinco bilhões de anos, o Sol passará por esta mesma transformação, engolindo provavelmente Mercúrio e Vênus, enquanto a Terra verá seus oceanos evaporarem e sua atmosfera se dissipar no espaço.
O papel das forças de maré na evolução das órbitas
As forças de maré representam um fenômeno gravitacional sutil mas poderoso que influencia profundamente os corpos celestes. Na Terra, observamos seus efeitos mais visíveis no movimento dos oceanos, onde a atração lunar cria o fluxo e refluxo das marés. Este mesmo princípio se aplica à escala planetária, onde as interações gravitacionais entre os astros modificam gradualmente suas trajetórias.
Em um sistema planetário, cada corpo exerce uma atração sobre os outros, criando deformações mútuas. Estas deformações, embora ínfimas, geram atritos internos que dissipam energia. Esta dissipação de energia se traduz por uma transferência de momento angular, modificando lenta mas seguramente os parâmetros orbitais dos corpos envolvidos em escalas de tempo astronômicas.
Quando uma estrela envelhece e incha, sua influência gravitacional sobre os planetas próximos se intensifica consideravelmente. As forças de maré se tornam então suficientemente fortes para desacelerar a rotação dos planetas e reduzir progressivamente sua distância orbital. Este processo pode se acelerar exponencialmente à medida que o planeta se aproxima, criando uma espiral infernal em direção à estrela.
O estudo dos sistemas exoplanetários nos permite hoje medir concretamente estes efeitos. Os astrônomos observam que os planetas gigantes próximos de sua estrela se tornam cada vez mais raros ao redor de estrelas idosas, testemunhando a eficiência destrutiva dessas interações no longo prazo.
Fonte: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society