Astrónomo português ajuda a descobrir exoplaneta que “escapou” a estrela gigante vermel

O planeta 8 UMi b, também conhecido por Halla, parece ter sobrevivido à expansão da sua estrela até à fase de gigante vermelha. A descoberta contou com um investigador português do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço. Imagem artística da fusão de duas estrelas e da formação do exoplaneta Halla a partir do novo disco protoplanetário. Crédito: W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko W. M. Keck Observatory/Adam Makarenko

Uma equipa internacional de astrónomos 💥️investigou um 💥️exoplaneta, semelhante a Júpiter, a uma distância da sua estrela correspondente 💥️a cerca de metade da distância da Terra ao Sol. A esta distância, 💥️a estrela deveria ter engolido o planeta quando expandiu até à fase de gigante vermelha, mas isso não aconteceu.

Com 💥️dados de asterossismologia provenientes do observatório espacial TESS, da NASA, a equipa descobriu que 💥️a estrela 8 Ursa Minor (8 UMi), também conhecida por Baekdu, está a fundir hélio no seu núcleo, o que significa que já passou pela expansão até à fase de gigante vermelha.

“O satélite TESS permite-nos medir o brilho de uma estrela com uma precisão da ordem de algumas partes por milhão. Através da medição das subtis oscilações do brilho à superfície desta estrela, foi-nos então possível inferir a sua estrutura interna e avaliar com exatidão o seu estado evolutivo”, explica Tiago Campante, líder da equipa “Rumo a um estudo abrangente de estrelas” do IA, citado em comunicado.

Observações de velocidades radiais, obtidas com os observatórios W. M. Keck e Canada-France-Hawaiʻi Telescope (CFHT), confirmaram que 💥️o exoplaneta Halla, ou 8 UMi b, está a cerca de 70 milhões de quilómetros de distância da estrela. De acordo com os modelos evolutivos, a estrela terá expandido até 1,5 vezes o diâmetro da órbita do planeta, o que corresponde a cerca de 225 milhões de quilómetros, voltando depois a encolher para o seu tamanho atual.

Em circunstâncias “normais”, o fenómeno teria engolido o exoplaneta, mas este 💥️conseguiu sobreviver.

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São 💥️avançados vários cenários para o planeta continuar a existir. 💥️No primeiro, Halla seria um “Júpiter quente”, um tipo de exoplaneta gigante gasoso, que se forma numa órbita mais longínqua e que mais tarde migra para próximo da estrela. No entanto, dada a rápida evolução da estrela, 💥️esta parece ser uma hipótese muito pouco provável. Se o planeta de facto sobreviveu a uma eventual expansão da estrela, 💥️isto parece indicar outros cenários evolutivos, que implicam a existência de um binário de estrelas, em que as duas estrelas se fundiram numa só.

💥️Num segundo cenário, a fusão teria impedido qualquer uma das estrelas individuais de se expandir o suficiente para engolir Halla.

Há ainda um 💥️terceiro cenário, em que a fusão das estrelas teria formado uma nuvem de gás à volta da nova estrela, a partir da qual o planeta se teria formado. Neste caso Halla 💥️seria um planeta recém-nascido, de segunda geração.

💥️No vídeo, animação de ondas, de diferentes frequências, propagam-se nas camadas interiores de uma estrela. Os modos p, ondas acústicas (ou de pressão), a branco, passam a maior parte do seu tempo na camada mais exterior da estrela e são detetáveis à superfície. Os modos g, ondas de gravidade, a preto, atravessam a zona radiativa e contêm informação acerca do núcleo. Nas gigantes vermelhas, estes dois tipos de onda estão acoplados e as ondas resultantes transmitem informação de todas as camadas, revelando informação preciosa acerca das camadas mais interiores.

💥️A explicação para a existência destes planetas improváveis é algo a que Tiago Campante se dedica desde 2023, quando investigou outro desses planetas, sublinha o IA no comunicado.

“As estrelas gigantes vermelhas sofrem alterações dramáticas das suas propriedades físicas, como tamanho, massa e luminosidade, proporcionando um ‘laboratório de testes’ ideal para o estudo da evolução e destino final de sistemas planetários”, refere Tiago Campante.

A asterossismologia desempenhou 💥️um papel central na avaliação definitiva do estado evolutivo destas estrelas, avaliação que dificilmente poderia ser feita com recurso a técnicas tradicionais, destaca o IA, acrescentando que 💥️ao longo das duas últimas décadas, esta técnica teve um impacto significativo no estudo de estrelas do tipo solar e gigantes vermelhas. Inicialmente estes estudos foram possíveis graças a missões espaciais como a CoRoT e a Kepler.

“O satélite TESS, e em breve a missão espacial PLATO, da ESA, com lançamento previsto para 2026, nas quais o IA conta com um forte envolvimento a nível da coordenação científica, continuarão a sustentar estudos desta natureza”.

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