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Astrônomos liderados pela Universidade de Warwick identificaram a estrela mais antiga da nossa galáxia que está acumulando detritos de planetesimais em órbita, tornando-a um dos mais antigos sistemas planetários rochosos e gelados descobertos na Via Láctea.
Suas descobertas são publicadas hoje (5 de novembro) na revista Avisos Mensais da Royal Astronomical Society, que concluem que uma fraca anã branca localizada a 90 anos-luz da Terra, bem como os restos de seu sistema planetário em órbita, têm mais de dez bilhões de anos.
O destino da maioria das estrelas, incluindo aquelas como o nosso Sol, é se tornar uma anã branca. Uma anã branca é uma estrela que queimou todo o seu combustível e derramou suas camadas externas e agora está passando por um processo de encolhimento e resfriamento. Durante este processo, quaisquer planetas em órbita serão interrompidos e, em alguns casos, destruídos, com seus detritos deixados para se acumular na superfície da anã branca.
Para este estudo, a equipe de astrônomos, liderada pela Universidade de Warwick, modelou duas anãs brancas incomuns que foram detectadas pelo observatório espacial GAIA da Agência Espacial Européia. Ambas as estrelas estão poluídas por detritos planetários, com uma delas sendo excepcionalmente azul, enquanto a outra é a mais fraca e a mais vermelha encontrada até hoje na vizinhança galáctica local – a equipe submeteu ambas a uma análise mais aprofundada.
Usando dados espectroscópicos e fotométricos do GAIA, do Dark Energy Survey e do instrumento X-Shooter no Observatório Europeu do Sul para descobrir quanto tempo está esfriando, os astrônomos descobriram que a estrela ‘vermelha’ WDJ2147-4035 tem cerca de 10,7 bilhões anos de idade, dos quais 10,2 bilhões de anos foram gastos esfriando como uma anã branca.
A espectroscopia envolve a análise da luz da estrela em diferentes comprimentos de onda, o que pode detectar quando os elementos na atmosfera da estrela estão absorvendo luz em cores diferentes e ajuda a determinar quais elementos são e quanto está presente. Ao analisar o espectro de WDJ2147-4035, a equipe descobriu a presença dos metais sódio, lítio, potássio e carbono detectado provisoriamente acumulando na estrela – tornando esta a mais antiga anã branca poluída por metal descoberta até agora.
A segunda estrela ‘azul’ WDJ1922+0233 é apenas um pouco mais jovem que WDJ2147-4035 e foi poluída por detritos planetários de composição semelhante à crosta continental da Terra. A equipe científica concluiu que a cor azul de WDJ1922+0233, apesar de sua temperatura de superfície fria, é causada por sua atmosfera mista incomum de hélio-hidrogênio.
Os detritos encontrados na atmosfera de hélio quase puro e de alta gravidade da estrela vermelha WDJ2147-4035 são de um antigo sistema planetário que sobreviveu à evolução da estrela para uma anã branca, levando os astrônomos a concluir que este é o mais antigo sistema planetário em torno de uma anã branca descoberta na Via Láctea.
A autora principal Abbigail Elms, estudante de doutorado no Departamento de Física da Universidade de Warwick, disse: “Essas estrelas poluídas por metal mostram que a Terra não é única, existem outros sistemas planetários por aí com corpos planetários semelhantes à Terra. 97% de todas as estrelas se tornará uma anã branca e elas são tão onipresentes no universo que é muito importante entender, especialmente essas estrelas extremamente frias. Formadas a partir das estrelas mais antigas da nossa galáxia, as anãs brancas frias fornecem informações sobre a formação e evolução de sistemas planetários em torno das estrelas mais antigas da Via Láctea.”
“Estamos encontrando os remanescentes estelares mais antigos da Via Láctea que estão poluídos por planetas parecidos com a Terra. É incrível pensar que isso aconteceu na escala de dez bilhões de anos, e que esses planetas morreram muito antes da Terra ser formada. .”
Os astrônomos também podem usar os espectros da estrela para determinar a rapidez com que esses metais estão afundando no núcleo da estrela, o que lhes permite olhar para trás no tempo e determinar a abundância de cada um desses metais no corpo planetário original. Ao comparar essas abundâncias com corpos astronômicos e material planetário encontrados em nosso próprio sistema solar, podemos adivinhar como esses planetas seriam antes da estrela morrer e se tornar uma anã branca – mas no caso de WDJ2147-4035, isso foi provado desafiador.
Abbigail explica: “A estrela vermelha WDJ2147-4035 é um mistério, pois os detritos planetários acumulados são muito ricos em lítio e potássio e diferentes de qualquer coisa conhecida em nosso próprio sistema solar. metais que o poluem, sua velhice e o fato de ser magnético o tornam extremamente raro.
O professor Pier-Emmanuel Tremblay, do Departamento de Física da Universidade de Warwick, disse: “Quando essas estrelas antigas se formaram há mais de 10 bilhões de anos, o universo era menos rico em metais do que é agora, já que os metais são formados em estrelas evoluídas e gigantescas explosões estelares. As duas anãs brancas observadas fornecem uma excitante janela para a formação planetária em um ambiente pobre em metal e rico em gás que era diferente das condições quando o sistema solar foi formado.”
Esta pesquisa recebeu financiamento do Conselho Europeu de Pesquisa no âmbito do programa de pesquisa e inovação Horizonte 2020 da União Europeia, o Leverhulme Trust Grant e o subsídio consolidado do Reino Unido STFC.
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