Astrónomos descobrem planeta que se está a desintegrar rapidamente, produzindo uma cauda semelhante à de um cometa

Os astrónomos do MIT descobriram um planeta a cerca de 140 anos-luz da Terra que está a desfazer-se rapidamente em pedaços.

O mundo em desintegração tem aproximadamente a massa de Mercúrio, embora circule cerca de 20 vezes mais perto da sua estrela do que Mercúrio do Sol, completando uma órbita a cada 30,5 horas. A uma tal proximidade da sua estrela, o planeta está provavelmente coberto de magma que está a ferver para o espaço. À medida que o planeta assado gira em torno da sua estrela, está a libertar uma enorme quantidade de minerais da superfície e a evaporar-se efetivamente.

Os astrónomos detetaram o planeta usando o Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) da NASA, uma missão liderada pelo MIT que monitoriza as estrelas mais próximas em busca de trânsitos, ou quedas periódicas na luz das estrelas que podem ser sinais de exoplanetas em órbita. O sinal que alertou os astrónomos foi um trânsito peculiar, com um mergulho que variava em profundidade a cada órbita.

Os cientistas confirmaram que o sinal é de um planeta rochoso em órbita apertada que está a seguir uma longa cauda de detritos, semelhante à de um cometa.

“A extensão da cauda é gigantesca, estendendo-se até 9 milhões de quilómetros de comprimento, ou seja, cerca de metade da órbita total do planeta”, diz Marc Hon, um pós-doutorado do Instituto Kavli de Astrofísica e Investigação Espacial do MIT.

Parece que o planeta se está a desintegrar a um ritmo dramático, derramando uma quantidade de material equivalente a um Monte Evereste de cada vez que orbita a sua estrela. A este ritmo, dada a sua pequena massa, os investigadores preveem que o planeta se possa desintegrar completamente dentro de cerca de 1 milhão a 2 milhões de anos.

“Tivemos a sorte de o apanhar exatamente quando está realmente a desaparecer”, diz Avi Shporer, um colaborador da descoberta que também está no gabinete científico do TESS. “É como se estivesse a dar o seu último suspiro”.

Hon e Shporer, juntamente com os seus colegas, vão publicar os seus resultados no Astrophysical Journal Letters. Os seus co-autores do MIT incluem Saul Rappaport, Andrew Vanderburg, Jeroen Audenaert, William Fong, Jack Haviland, Katharine Hesse, Daniel Muthukrishna, Glen Petitpas, Ellie Schmelzer, Sara Seager e George Ricker, juntamente com colaboradores de várias outras instituições.

A “assar”

O novo planeta, que os cientistas designaram por BD+05 4868 Ab, foi detetado quase por acaso.

“Não estávamos à procura deste tipo de planeta”, diz Hon. “Estávamos a fazer a típica verificação de planetas e, por acaso, detetei este sinal que parecia muito invulgar”, adianta.

O sinal típico de um exoplaneta em órbita parece um breve mergulho numa curva de luz, que se repete regularmente, indicando que um corpo compacto como um planeta está a passar brevemente à frente da luz da sua estrela hospedeira, bloqueando-a temporariamente.

Este padrão típico era diferente do que Hon e os seus colegas detetaram na estrela hospedeira BD+05 4868 A, localizada na constelação de Pégaso. Embora aparecesse um trânsito a cada 30,5 horas, o brilho demorava muito mais tempo a voltar ao normal, sugerindo uma longa estrutura de arrastamento que ainda bloqueava a luz da estrela. Mais intrigante ainda é o facto de a profundidade do mergulho mudar a cada órbita, sugerindo que o que quer que estivesse a passar em frente da estrela não tinha sempre a mesma forma nem bloqueava a mesma quantidade de luz.

“A forma do trânsito é típica de um cometa com uma cauda longa”, explica Hon. “Exceto que é improvável que esta cauda contenha gases voláteis e gelo, como se espera de um cometa real – estes não sobreviveriam muito tempo a uma proximidade tão grande da estrela hospedeira. Os grãos minerais evaporados da superfície planetária, no entanto, podem durar o tempo suficiente para apresentar uma cauda tão distinta”, aponta.

Dada a proximidade da sua estrela, a equipa estima que o planeta esteja a “assar” a cerca de 1600 graus Celsius, ou perto de 3000 graus Fahrenheit. À medida que a estrela assa o planeta, os minerais da sua superfície estão provavelmente a ferver e a escapar para o espaço, onde arrefecem, formando uma longa e poeirenta cauda.

O dramático desaparecimento deste planeta é uma consequência da sua baixa massa, que se situa entre a de Mercúrio e a da Lua. Os planetas terrestres mais maciços, como a Terra, têm uma força gravitacional mais forte e, por isso, conseguem manter as suas atmosferas. No caso do BD+05 4868 Ab, os investigadores suspeitam que há muito pouca gravidade para manter o planeta unido.

“Este é um objeto muito pequeno, com uma gravidade muito fraca, por isso perde facilmente muita massa, o que enfraquece ainda mais a sua gravidade, perdendo ainda mais massa”, explica Shporer. “É um processo descontrolado e só está a piorar cada vez mais para o planeta”, acrescenta.

Rastro de minerais

Dos cerca de 6000 planetas que os astrónomos descobriram até hoje, os cientistas conhecem apenas três outros planetas em desintegração fora do nosso sistema solar. Cada um destes mundos em ruínas foi detetado há mais de 10 anos, utilizando dados do telescópio espacial Kepler da NASA. Todos os três planetas foram detetados com caudas semelhantes a cometas. BD+05 4868 Ab tem a cauda mais longa e os trânsitos mais profundos dos quatro planetas em desintegração conhecidos até à data.

“Isso implica que a sua evaporação é a mais catastrófica e que vai desaparecer muito mais depressa do que os outros planetas”, explica Hon.

A estrela que acolhe o planeta está relativamente próxima e, por isso, é mais brilhante do que as estrelas que acolhem os outros três planetas em desintegração, o que torna este sistema ideal para mais observações com o Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA, que pode ajudar a determinar a composição mineral da cauda de poeira, identificando as cores de luz infravermelha que absorve.

Este verão, Hon e o estudante Nicholas Tusay, da Universidade do Estado da Pensilvânia, vão liderar as observações do BD+05 4868 Ab utilizando o JWST. “Esta será uma oportunidade única para medir diretamente a composição interior de um planeta rochoso, o que nos poderá dizer muito sobre a diversidade e potencial habitabilidade de planetas terrestres fora do nosso sistema solar,” afirma Hon.

Os investigadores também vão procurar nos dados do TESS sinais de outros mundos em desintegração.

“Por vezes, com a comida vem o apetite, e nós estamos agora a tentar iniciar a procura exatamente deste tipo de objetos”, diz Shporer. “São objetos estranhos, e a forma do sinal muda com o tempo, o que é algo difícil de encontrar. Mas é algo em que estamos a trabalhar ativamente”, conclui.