Quando estrelas como o nosso Sol esgotam seu combustível de hidrogênio, entram no que é conhecido como fase Ramo Gigante Vermelho (RGB). Isso se caracteriza pela expansão da estrela para várias vezes o tamanho original, após o que perdem suas camadas externas e se tornam anãs brancas compactas. Nos próximos bilhões de anos, acredita-se que essas estrelas consumam lentamente objetos e anéis de poeira ainda próximos o suficiente para serem influenciados por sua gravidade.
No entanto, uma cientista cidadã chamada Melina Thévenot fez recentemente uma descoberta surpreendente ao observar um sistema de anã branca. Com base nos dados da missão WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer), essa estrela é uma anã branca há bilhões de anos, mas ainda tem vários anéis de poeira ao seu redor. Conhecida como LSPM J0207 + 3331 (ou J0207), essa descoberta pode forçar os pesquisadores a reconsiderar modelos de sistemas planetários.
A descoberta foi feita no Backyard Worlds: Planet 9, um projeto liderado por Marc Kuchner (um astrofísico do Goddard Space Flight Center da NASA) que conta com voluntários para classificar os dados do WISE para novas descobertas. Localizados a cerca de 145 anos-luz de distância na constelação de Capricornus, os astrônomos suspeitam que o J0207 possa ser o primeiro exemplo conhecido de uma anã branca com vários anéis de poeira e a mais antiga.
A descoberta também foi objeto de um estudo recente publicado em The Astrophysical Journal ("Uma anã branca de 3 Gyr com poeira quente descoberta através dos mundos do quintal: Projeto de Ciência do Cidadão do Planeta 9"). Como John Debes, astrônomo do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial em Baltimore e principal autor do artigo, revelou em um recente comunicado de imprensa da NASA:
“Essa anã branca é tão antiga que, seja qual for o processo que esteja alimentando material em seus anéis, deve operar em escalas de tempo de bilhões de anos. A maioria dos modelos que os cientistas criaram para explicar anéis em torno de anãs brancas funciona bem até cerca de 100 milhões de anos, então essa estrela está realmente desafiando nossas suposições de como os sistemas planetários evoluem. ”
A estrela foi detectada pela missão WISE (Wide Field Infrared Survey Explorer) da NASA, que captou um forte sinal infravermelho, sugerindo a presença de poeira. Com base na taxa em que as estrelas da anã branca esfriam com o tempo, a equipe de Debes calculou a partir de suas temperaturas de superfície - pouco mais de 5.800° C (10.500° F) - que o J0207 está em sua fase de anã branca há cerca de 3 bilhões de anos.
Essas novas descobertas contradizem o que os astrônomos suspeitam há algum tempo sobre a evolução dos sistemas estelares. No passado, os astrônomos observaram como os planetas e asteróides que sobrevivem à fase RGB de uma estrela se afastam mais depois que ela entra em sua fase de anã branca. Isso ocorre porque a estrela perdeu grande parte de sua massa e, portanto, sua influência gravitacional nos objetos circundantes.
Os astrônomos prevêem que é isso que acontecerá ao nosso Sistema Solar em cerca de 5 bilhões de anos. Depois de expandir para abranger Vênus, Mercúrio e Terra, nosso Sol perderá suas camadas externas e se tornará uma anã branca. Nesse ponto, os demais planetas e objetos (que provavelmente incluirão o cinturão principal de asteróides, os gigantes de gás e o cinturão de Kuiper) serão todos desviados para fora.
No entanto, em 1 a 4% dos casos, as anãs brancas mostraram emissões de infravermelho que indicam que estão rodeadas por discos ou anéis de poeira. Os cientistas teorizam que isso pode ser o resultado de asteróides e cometas serem chutados de seus cintos através da interação gravitacional com planetas deslocados e enviados para a estrela. Quando esses corpos se aproximam da anã branca, eles são dilacerados por perturbações das marés causadas pela forte gravidade da estrela.
Os detritos resultantes formariam um anel empoeirado que cai lentamente para dentro e é acumulado na superfície da estrela. No entanto, em todos os casos anteriores, discos e anéis de poeira só foram observados em torno de anãs brancas com cerca de um bilhão de anos. Isso parecia consistente com a noção de que as anãs brancas mais velhas haviam efetivamente esgotado seu suprimento de asteróides e os anéis de poeira resultantes.
Esta última descoberta efetivamente faz do J0207 a anã branca mais antiga e mais fria com poeira já observada. Quando percebeu os sinais infravermelhos de J0207, Melina Thévenot achou que eram dados ruins. Na época, ela estava pesquisando na Agência Espacial Européia Gaia arquivos de missão para as anãs marrons, que mal são detectáveis além de suas emissões de infravermelho.
Depois de consultar os dados infravermelhos do WISE, ela percebeu que era muito brilhante e distante para ser uma anã marrom. Thévenot transmitiu essas descobertas à equipe Backyard Worlds: Planet 9, que obteve observações de acompanhamento do Observatório W. M. Keck, no Havaí. Como Thévenot explicou:
“Esse é um aspecto realmente motivador da pesquisa. Os pesquisadores moverão seus telescópios para observar os mundos que você descobriu. O que eu mais gosto, no entanto, é a interação com a incrível equipe de pesquisa. Todos são muito gentis e estão sempre tentando tirar o melhor proveito de nossas descobertas. ”
Além disso, Debes e seus colegas suspeitam que o J0207 possa até ter um sistema de anéis. Eles sugerem em seu estudo que isso consistiria em dois componentes distintos: um anel externo fino, onde a gravidade da anã branca rompe os asteróides, e um anel maior, mais próximo da estrela. Essas novas observações provavelmente forçarão os astrônomos a reconsiderar seus modelos de como os sistemas planetários evoluem.
"Construímos Backyard Worlds: Planet 9 principalmente para procurar anãs marrons e novos planetas no Sistema Solar", disse Kuchner. “Mas trabalhar com cientistas cidadãos sempre leva a surpresas. Eles são vorazes - o projeto acabou de comemorar seu segundo aniversário e já descobriram mais de 1.000 prováveis anãs marrons. Agora que reiniciamos o site com o dobro da quantidade de dados do WISE, estamos ansiosos para descobertas ainda mais emocionantes ".
Além de forçar a repensar como o sistema planetário evolui ao longo do tempo, essa pesquisa pode fornecer pistas sobre o futuro de nosso próprio sistema solar. Uma vez que o nosso Sol se torne uma anã branca, é provável que você gaste os próximos bilhões de anos consumindo asteróides e KBOs que são expulsos de seus cintos pelos gigantes sobreviventes do gás. De acordo com este último estudo, ele também pode ter um anel de poeira vários bilhões de anos depois.
E embora essa descoberta tenha sido um benefício para os astrônomos, ela também demonstra o que é possível graças às colaborações entre organizações científicas e cientistas cidadãos. Na era da pesquisa com exoplanetas e da astronomia avançada, o grande volume de dados torna essas colaborações não apenas necessárias, mas altamente lucrativas.
