TOI-5882: lítio revela estrela engolindo um planeta

Estrelas estão entre os corpos mais marcantes do Universo: ajudam a formar planetas e iluminam galáxias inteiras. Ainda assim, em certas circunstâncias, também conseguem destruir os próprios mundos que as orbitam.

Cientistas dizem ter encontrado evidências sólidas de que uma estrela engoliu um planeta - e que a assinatura química deixada para trás registra esse evento.

A estrela em questão, chamada TOI-5882, fica a cerca de 1.300 anos-luz da Terra e, à primeira vista, lembra bastante o nosso Sol.

Num exame superficial, ela parece comum. Porém, escondidos no seu brilho, há indícios de que algo fora do normal ocorreu em algum momento do seu passado.

Destruição planetária em escala cósmica

Quando um planeta cai na estrela que o hospeda, astrónomos chamam o episódio de engolfamento. Em termos astronómicos, é um processo surpreendentemente rápido, muitas vezes durando apenas dias ou semanas.

Como esses eventos são tão curtos, quase nunca são observados diretamente. Por isso, os pesquisadores procuram marcas indiretas que permaneçam após o ocorrido.

Ao estudar a TOI-5882, uma equipa encontrou uma dessas marcas: o lítio, um elemento químico que se torna central para reconstruir o que aconteceu.

Embora estrelas tenham lítio de forma natural, os planetas costumam concentrar quantidades bem mais elevadas.

“Você é o que você come, certo?”, disse Brooke Kotten, pesquisadora de pós-graduação no Departamento de Astronomia da Universidade de Michigan e autora principal do novo relatório.

“Nós sabemos que há muito mais lítio em material planetário do que em estrelas. Então, se uma estrela engole um planeta, ela vai incorporar um monte de lítio.”

Seguindo as pistas

Detectar lítio acima do normal numa estrela, por si só, não resolve o caso. É preciso estabelecer se esse valor é realmente anómalo quando comparado ao de estrelas semelhantes.

Para responder a isso, o grupo recorreu à espectroscopia, técnica que separa a luz estelar nos seus comprimentos de onda.

Com isso, astrónomos conseguem identificar quais elementos químicos estão presentes na atmosfera da estrela.

Os pesquisadores montaram um conjunto de comparação com 62 estrelas de idades, massas e temperaturas parecidas. Em seguida, mediram como a TOI-5882 se comportava frente a esse grupo.

A autora sénior do estudo, Melinda Soares-Furtado, é professora assistente na Universidade de Wisconsin.

“O facto de conseguirmos olhar para uma estrela a 1.300 anos-luz de distância e dizer com confiança: ‘Esta estrela tem mais lítio do que você esperaria’ é um testemunho tanto da precisão da instrumentação moderna quanto do trabalho interpretativo árduo necessário para dar sentido a esse sinal”, disse Soares-Furtado.

“E não é como se você tivesse de escolher seletivamente os dados para fazê-la se destacar. É robusto. Não importa como você analise, a TOI-5882 está tão enriquecida em lítio que aparece pelo menos no 97º percentil.”

O papel do lítio

Dentro das estrelas, o lítio é relativamente frágil. Com o tempo, processos estelares tendem a destruir grande parte desse elemento - o que faz uma concentração incomumente alta saltar aos olhos.

“Átomos de lítio entregues a uma estrela por um engolfamento planetário são como torcedores chegando a um estádio”, disse Seth Jacobson, autor sénior do estudo e professor assistente na Universidade Estadual de Michigan.

“Talvez já existam alguns torcedores que chegaram cedo, representando a quantidade inicial de lítio na atmosfera estelar, mas eles são rapidamente superados em número.”

Com base nos níveis de lítio medidos, a equipa estima que o mundo engolido poderia ter desde algumas vezes a massa da Terra até algo do tamanho de Netuno.

Por que esta estrela é diferente

O enigma fica ainda mais intrigante porque a TOI-5882 não é velha o suficiente nem grande o bastante para que o engolfamento seja explicado pela expansão estelar típica.

Muitas estrelas entram numa fase de gigante vermelha perto do fim da vida. Nessa etapa, incham de forma dramática e podem consumir planetas próximos.

Os cientistas esperam que o nosso Sol faça exatamente isso daqui a cerca de 5 bilhões de anos, provavelmente engolindo Mercúrio e Vénus e, possivelmente, a Terra. A TOI-5882, no entanto, ainda não chegou a essa fase.

A estrela tem, porém, uma companheira massiva em órbita: uma anã marrom com mais de 20 vezes a massa de Júpiter.

Anãs marrons são frequentemente descritas como objetos grandes demais para serem planetas, mas sem massa suficiente para se tornarem estrelas de verdade.

Os pesquisadores suspeitam que essa companheira possa ter perturbado a órbita de um planeta menor e, com o tempo, feito esse corpo espiralar para dentro da TOI-5882. A hipótese ainda está a ser investigada e pode virar foco de estudos futuros.

Novas pistas sobre o engolfamento planetário

Além de esclarecer o mistério de uma única estrela, o trabalho ajuda astrónomos a estimar com que frequência o engolfamento planetário acontece na galáxia.

Os resultados também levantam novas questões. Algumas outras estrelas do grupo de comparação exibiram níveis elevados de lítio, sugerindo que processos adicionais podem enriquecer estrelas com esse elemento.

Isso indica que os astrónomos talvez tenham encontrado apenas uma parte da história.

“É isso que torna este campo tão empolgante. Você está realmente a resolver um mistério”, disse Kotten.

“Não dá para simplesmente ver o crime acontecer, então temos de trabalhar com todas as pistas que recebemos para descobrir quem foi.”

O tom de investigação também tem uma ligação pessoal para ela.

“Quando eu estava a crescer, eu sonhava em me tornar uma investigadora particular”, disse. “Acho que isso explica muito sobre onde eu fui parar. Eu realmente me sinto como uma detetive.”

O estudo completo foi publicado na revista Jornal Astrofísico.

Crédito da imagem: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI)